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<p>UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL</p><p>INSTITUTO DE INFORMÁTICA</p><p>DEPARTAMENTO DE INFORMÁTICA APLICADA</p><p>INF01210 - INTRODUÇÃO À INFORMÁTICA</p><p>MÓDULO I</p><p>CONCEITOS BÁSICOS</p><p>-MATERIAL DO ALUNO-</p><p>Profa. Maria Aparecida Castro Livi</p><p>Prof. José Carlos Scarpellini Silveira</p><p>Porto Alegre, março de 2006.</p><p>UFRGS - Instituto de Informática – Março de 2006 2</p><p>Módulo I - Conceitos Básicos</p><p>SUMÁRIO</p><p>Agradecimentos ............................................................................................................... 5</p><p>1 ARQUITETURA E ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES................................. 6</p><p>1.1 Introdução à terminologia básica................................................................................... 6</p><p>1.1.1 Processamento de Dados ....................................................................................... 6</p><p>1.1.2 Processamento eletrônico de dados...................................................................... 6</p><p>2 HARDWARE ................................................................................................................ 8</p><p>2.1 Organização funcional de um computador ................................................................... 8</p><p>2.1.1 Sistema central ......................................................................................................... 9</p><p>2.1.1.1 UCP (ou Microprocessador) ...........................................................................................9</p><p>2.1.1.2 Memória Principal .........................................................................................................10</p><p>2.1.2 Sistema de E/S........................................................................................................ 11</p><p>2.1.2.1 Barramento ....................................................................................................................11</p><p>2.1.2.2 Interfaces (ver também item 2.5) ...................................................................................11</p><p>2.1.2.3 Periféricos (ou Unidades de Entrada e Saída)................................................................12</p><p>2.2 Representação de dados ................................................................................................ 12</p><p>2.2.1 Bit............................................................................................................................. 12</p><p>2.2.2 Byte.......................................................................................................................... 12</p><p>2.2.3 Palavra de memória ............................................................................................... 12</p><p>2.2.4 Códigos de representação de dados ................................................................... 12</p><p>2.2.5 Unidades de Medida............................................................................................... 13</p><p>2.3 Níveis de memória.......................................................................................................... 13</p><p>2.3.1 Memória Cache....................................................................................................... 14</p><p>2.3.2 Memórias Auxiliar e Auxiliar-Backup ................................................................. 14</p><p>2.4 Unidades de entrada e saída e memória auxiliar ........................................................ 15</p><p>2.4.1 Meios e dispositivos para armazenamento e registro da informação.............. 15</p><p>2.4.1.1Meio................................................................................................................................15</p><p>2.4.1.2 Dispositivo.....................................................................................................................15</p><p>2.4.2 Dispositivos/Meios mais usados em microcomputadores:............................... 16</p><p>2.4.2.1 Teclado ..........................................................................................................................16</p><p>2.4.2.2 Monitor de Vídeo...........................................................................................................17</p><p>2.4.2.3 Discos ............................................................................................................................18</p><p>2.4.2.4 Outras tecnologias..........................................................................................................20</p><p>2.4.2.5 Impressoras ....................................................................................................................20</p><p>2.4.2.6 Mouse.............................................................................................................................21</p><p>2.4.2.7 Outros Dispositivos/Meios.............................................................................................22</p><p>2.5 Interfaces e protocolos................................................................................................... 23</p><p>2.5.1 Interface................................................................................................................... 23</p><p>2.5.2 Protocolo................................................................................................................. 24</p><p>3 SOFTWARE ............................................................................................................... 24</p><p>3.1 Software básico ............................................................................................................... 24</p><p>3.1.1 Sistema operacional (SO)...................................................................................... 24</p><p>3.1.1.1 Funções de um sistema operacional ..............................................................................25</p><p>3.1.1.2 Tipos de sistemas operacionais......................................................................................25</p><p>3.1.1.3 Tendências em SO .........................................................................................................26</p><p>3.1.2 Interface Gráfica.................................................................................................... 27</p><p>3.1.3 Linguagens de programação ................................................................................ 27</p><p>3.1.3.1 Gerações de linguagens..................................................................................................27</p><p>3.1.3.2 Níveis de linguagem.......................................................................................................29</p><p>3.1.3.3 Tradutores de linguagens de programação.....................................................................30</p><p>3.1.4 Utilitários................................................................................................................ 31</p><p>UFRGS - Instituto de Informática – Março de 2006 3</p><p>Módulo I - Conceitos Básicos</p><p>3.2 Software aplicativo ......................................................................................................... 32</p><p>3.3 Software Livre................................................................................................................. 32</p><p>3.4 Software Proprietário ................................................................................................... 32</p><p>3.5 Pirataria de Software ..................................................................................................... 32</p><p>4 CONCEITOS BÁSICOS SOBRE ARQUIVOS E BANCOS DE DADOS............... 33</p><p>4.1 Arquivos.......................................................................................................................... 33</p><p>4.1.1 Conceito de campo, registro e arquivo................................................................ 33</p><p>4.1.2 Conceitos de chave, índice e ordenação............................................................. 33</p><p>4.1.3 Manipulação de registros...................................................................................... 34</p><p>4.2 Banco de</p><p>Inserção, exclusão, alteração - o arquivo sofre alguma alteração de</p><p>conteúdo.</p><p>Consulta - não há alteração no conteúdo do arquivo.</p><p>a) Inserção:</p><p>Consiste em criar um novo registro no arquivo.</p><p>Todas as informações dos campos do registro são validadas para que o</p><p>mesmo não fique com informações inconsistentes.</p><p>Normalmente não é aceita inserção de registro com a mesma chave de</p><p>outro já existente.</p><p>b) Exclusão:</p><p>Consiste em retirar um registro do arquivo.</p><p>Acusará um erro quando o registro que se deseja excluir não existir no</p><p>arquivo (a identificação dá-se pela chave).</p><p>c) Alteração:</p><p>Consiste em alterar alguma informação de um registro existente no</p><p>arquivo.</p><p>Também aqui, validações são feitas.</p><p>d) Consulta:</p><p>Consiste na pesquisa das informações que estão nos campos dos</p><p>registros.</p><p>O arquivo não sofre nenhuma alteração no seu conteúdo.</p><p>Consulta seqüencial</p><p>Quando a pesquisa é feita do início do arquivo até encontrar-se o</p><p>registro desejado, ou até o fim do arquivo.</p><p>UFRGS - Instituto de Informática – Março de 2006 35</p><p>Módulo I - Conceitos Básicos</p><p>Consulta aleatória</p><p>Quando a pesquisa é feita com o auxílio de uma ou mais chaves, indo-</p><p>se direto ao registro desejado (há uma seleção).</p><p>4.2 Banco de dados (BD)</p><p>É um sistema computadorizado de arquivamento de registros.</p><p>Facilita as tarefas de administração de dados (inter-relacionamento de</p><p>dados e centralização da atualização), incluído as seguintes funções:</p><p>• definição de dados;</p><p>• manipulação de dados (inserção, exclusão, alteração, consulta);</p><p>• apresentação e formatação de dados.</p><p>5 REDES DE COMPUTADORES E INTERNET</p><p>5.1 Evolução dos sistemas de comunicação de dados</p><p>5.1.1 Processamento Centralizado</p><p>Todo o processamento, hardware, software e armazenamento, é</p><p>concentrado em um único local, possibilitando um melhor controle. Hardware</p><p>e suprimentos podem ser adquiridos em grandes quantidades a custos mais</p><p>reduzidos.</p><p>Os dados devem ser coletados e levados ao computador, os resultados</p><p>devem ser apanhados e levados ao usuário.</p><p>Sistemas Centralizados</p><p>a) Processamento Local</p><p>Computador de grande porte (mainframe) atende as necessidades de</p><p>processamento da empresa. Dados são transportados fisicamente até o</p><p>computador, nele processados, e os resultados distribuídos para os setores</p><p>envolvidos.</p><p>b) Processamento à distância</p><p>Terminais burros são ligados através de uma rede de</p><p>teleprocessamento ao computador central. O usuário acessa o computador</p><p>central a partir de seus terminais em outros prédios ou cidades.</p><p>O acesso ao computador central é descentralizado, mas todo o</p><p>processamento é ainda centralizado, executado pelo computador central.</p><p>Envolve meios e equipamentos especializados para o transporte de</p><p>qualquer informação que, originada em um local, deve ser processada em</p><p>outro local.</p><p>5.1.2 Processamento Descentralizado</p><p>O processamento é realizado pelo computador ao qual o terminal está</p><p>ligado, não sendo executado necessariamente por um computador central.</p><p>Recomendado para os casos em que se tem o mesmo processamento</p><p>em áreas geográficas distantes como, por exemplo, processamento da Loto e</p><p>da Sena.</p><p>Sistemas Descentralizados</p><p>a) Redes de Computadores (Definição de A. S. Tanenbaum)</p><p>“Uma rede de computadores é uma coleção de computadores</p><p>autônomos, porém interconectados, capazes de trocar informação entre si”.</p><p>UFRGS - Instituto de Informática – Março de 2006 36</p><p>Módulo I - Conceitos Básicos</p><p>Em uma rede de computadores, o usuário deverá explicitamente</p><p>deslocar arquivos e, em geral, manusear e gerenciar pessoalmente a rede. O</p><p>usuário necessita estabelecer a conexão com outro hospedeiro (computador) e</p><p>uma vez conectado explicitar o que quer.</p><p>b) Sistemas Distribuídos</p><p>Tipo especial de rede onde o local de processamento é transparente ao</p><p>usuário. O usuário de um Sistema Distribuído (SD) não se dá conta do fato de</p><p>que existem múltiplos computadores, para ele existe um sistema e este</p><p>sistema é como se possuísse um processador virtual único. Em um SD nada</p><p>precisa ser feito explicitamente, tudo é feito automaticamente pelo sistema</p><p>operacional de rede, sem o conhecimento do usuário.</p><p>Um sistema operacional de rede compreende uma família de programas</p><p>que são executados nos computadores que compõem uma rede. Esses</p><p>programas podem ser acrescentados ao sistemas ou já virem previamente</p><p>instalados nas máquinas (caso das máquinas Apple).</p><p>5.2 Redes de Comunicação de Informação1</p><p>Uma Rede de Comunicação de Informação pode ser caracterizada</p><p>como sendo um conjunto de sistemas de processamento interligados através</p><p>de um sistema de comunicação, que permite a troca de informações entre</p><p>eles. Considera-se aqui informação no seu sentido mais amplo, ou seja, nas</p><p>suas mais variadas formas de apresentação, como dados de computador ou</p><p>serviços multimídia (voz, áudio, vídeo), e tanto gerada em tempo real como</p><p>obtida a partir de dispositivos de armazenamento de massa. Os Sistemas de</p><p>processamento de informação finais, também chamados de sistemas</p><p>terminais, hospedeiros ou Equipamentos de Terminação de Dados (ETD), se</p><p>conectam ao que se chama de sub-rede de comunicação. É essa sub-rede de</p><p>comunicação que fornece um serviço de comunicação ordenado, que permite</p><p>que um ETD qualquer se comunique com qualquer um dos outros ETDs da</p><p>rede. Para que essa comunicação se dê de forma ordenada existe um</p><p>conjunto de regras que devem ser obedecidas, chamadas de protocolos de</p><p>comunicação.</p><p>Pode-se identificar três elementos estruturais básicos que constituem</p><p>uma rede e que são identificados na Figura 8(c):</p><p>1) Sub-rede de comunicação. É caracterizada pela nuvem na Figura</p><p>8(c). É composta essencialmente pelos nós da rede, que são</p><p>interconectados por enlaces de comunicação. Os nós, também</p><p>chamados de roteadores ou comutadores, são sistemas</p><p>intermediários que têm como função principal determinar o</p><p>melhor caminho para que o fluxo de informação chegue ao seu</p><p>destino.</p><p>1 Usar-se-á a expressão Rede de Informação, ou simplesmente Rede, no seu sentido mais amplo, ou seja,</p><p>para designar sistemas que suportam múltiplos serviços (voz, dados e vídeo). Usar-se-á explicitamente as</p><p>expressões Rede de Computadores ou Rede de Dados, quando se desejar designar uma rede onde</p><p>trafegam somente dados de computadores.</p><p>UFRGS - Instituto de Informática – Março de 2006 37</p><p>Módulo I - Conceitos Básicos</p><p>Enlace de Dados</p><p>ETD ECD</p><p>ETD: Equipamento Terminação de Dados</p><p>ECD: Equipamentos de Comunicação de Dados</p><p>(a)</p><p>ETD ECD</p><p>ETD ETD</p><p>Concentrador</p><p>de Terminais</p><p>ou HUB</p><p>ETD ETD</p><p>ETD ETD</p><p>(b)</p><p>ETD</p><p>ETD</p><p>A</p><p>ETD</p><p>ETD</p><p>ETD</p><p>ETD</p><p>ETD</p><p>ETD</p><p>ETD ETD</p><p>ETD</p><p>B</p><p>ETD</p><p>ETD</p><p>ETD</p><p>ETD</p><p>ETD</p><p>ETD</p><p>ETD</p><p>ETD</p><p>ETD</p><p>ETD</p><p>ETD</p><p>ETD</p><p>Nó</p><p>4</p><p>Nó</p><p>6</p><p>ETD</p><p>Nó</p><p>7</p><p>Nó</p><p>8</p><p>ETD</p><p>ETD</p><p>Sub-Rede</p><p>Comunicações</p><p>Nó</p><p>3</p><p>Nó</p><p>1</p><p>Nó</p><p>2</p><p>Nó</p><p>5</p><p>LEGENDA</p><p>Enlace de Acesso</p><p>Enlace de Rede</p><p>Conexão de Rede</p><p>(c)</p><p>Figura 8 - Evolução dos Sistemas de Comunicação de Dados</p><p>(a) Ligação ponto a ponto entre dois ETDs</p><p>(b) Concentrador de Terminais ou HUB</p><p>(c) Estrutura básica de uma Rede de Comunicação de Dados</p><p>2) Equipamentos Terminais de Dados (ETD). Também chamados</p><p>de hospedeiros da rede, são os equipamentos ou dispositivos</p><p>conectados à sub-rede de comunicação capazes de gerar e/ou</p><p>consumir informação. Nesses equipamentos estão sendo</p><p>processados as aplicações ou os serviços do usuário que trocam</p><p>informações através da sub-rede com outros serviços ou</p><p>aplicações. Exemplos de ETDs são computadores, servidores,</p><p>dispositivos de vídeo ou áudio, etc.</p><p>3) Protocolos. São as regras que regulamentam a troca de</p><p>informações entre os sistemas terminais de dados e os nós da</p><p>UFRGS - Instituto de Informática – Março de 2006 38</p><p>Módulo I - Conceitos Básicos</p><p>sub-rede de comunicação. Os protocolos podem ser de acesso</p><p>do ETD ao nó de acesso, ou os protocolos</p><p>de comunicação entre</p><p>os nós ao longo do caminho da rede até o ETD remoto. Uma vez</p><p>estabelecido um caminho fim a fim entre dois ETDs, também</p><p>chamado de conexão de rede, são executados os protocolos de</p><p>serviço ou de aplicação entre os dois ETDs. O conjunto de todos</p><p>esses protocolos que cooperam entre si no sentido de viabilizar a</p><p>troca de informação entre as aplicações dos ETDs, definem a</p><p>chamada pilha de protocolos de comunicação da rede.</p><p>O conjunto formado pelos nós da sub-rede, os enlaces de comunicação,</p><p>os enlaces de acesso, além do conjunto de protocolos que atuam entre os</p><p>ETDs e os nós da rede, formam o que se chama de uma arquitetura de rede.</p><p>Os enlaces de acesso podem ser curtos, desde alguns metros até</p><p>alguns quilômetros, como nos acessos por pares de fios telefônicos. Os meios</p><p>utilizados em enlaces de acesso variam desde um canal de rádio freqüência</p><p>(acesso sem fio), passando por pares de fios trançados e cabos coaxiais, até</p><p>fibras ópticas.</p><p>Os enlaces de comunicação entre os nós da sub-rede, também</p><p>chamados de troncos ou links, são formados normalmente por canais digitais</p><p>do sistema de telecomunicações público. A capacidade máxima de um canal</p><p>digital é fixa e constante. O suporte de telecomunicações oferece atualmente</p><p>canais com capacidades que vão desde alguns mega bits por segundo até</p><p>dezenas de giga bits por segundo.</p><p>Os protocolos de acesso desenrolam-se entre o terminal e o nó de</p><p>acesso à rede e são executados antes de qualquer troca de informação entre</p><p>as aplicações. Os protocolos de comunicação entre os nós da rede ao longo</p><p>de uma conexão de rede são chamados de protocolos de roteamento. Esses</p><p>protocolos são responsáveis pelo encaminhamento dos dados, desde o local</p><p>de acesso até o destino final da aplicação. Uma conexão de rede entre dois</p><p>ETDs pode passar por diferentes conjuntos de nós. Na Figura 8(c), por</p><p>exemplo, são indicadas duas possíveis conexões de rede entre ETD-A e ETD-</p><p>B, uma é formada pelos nós 4, 2, 1, 3 e a outra é formada pelos nós 4, 6, 5, 3.</p><p>5.2.1 O Modelo de Referência para Interconexão de Sistemas Abertos –</p><p>MR OSI (ISO)</p><p>O Modelo de Referência para Interconexão de Sistemas abertos,</p><p>segundo a ISO (International Standard Organization), é largamente empregado</p><p>em Redes. Segundo esse modelo a interação entre duas aplicações de dois</p><p>sistemas terminais de dados (ETDs) dá-se segundo um modelo de sete níveis</p><p>(ou camadas): nível físico, nível de enlace, nível de rede, nível de transporte,</p><p>nível de sessão, nível de apresentação e finalmente o nível de aplicação, como</p><p>é mostrado na Figura 9.</p><p>Nos níveis mais baixos (do nível físico ao nível de rede), a preocupação</p><p>é principalmente com a comunicação confiável dos dados entre os ETDs. As</p><p>funções desses níveis podem ser executadas em diferentes tipos de</p><p>equipamentos intermediários ao longo da conexão de rede.</p><p>Nos níveis superiores (do nível de transporte até a aplicação) as funções</p><p>e serviços elaborados pelos diferentes protocolos de comunicação convergem</p><p>para a aplicação que está sendo executada.</p><p>UFRGS - Instituto de Informática – Março de 2006 39</p><p>Módulo I - Conceitos Básicos</p><p>Níveis superiores</p><p>Meio físico</p><p>ETD</p><p>ETD</p><p>Protocolo de Aplicação</p><p>Protocolo de Transporte</p><p>Protocolo de Rede</p><p>Protocolo de Elace</p><p>Pilha de Protocolos</p><p>ETD</p><p>HUB</p><p>ETD</p><p>Gateway</p><p>Roteador</p><p>Roteador Switch</p><p>Roteador</p><p>Switch</p><p>HUB</p><p>(7) Nível de Aplicação</p><p>(6) NA - Nível Apresent.</p><p>(5) NS - Nível de Sessão</p><p>(4) NT - Nível de Transp.</p><p>(3)NR - Nível de Rede</p><p>(2) NE - Nível de Enlace</p><p>(1) NF - Nível Físico</p><p>NE</p><p>NF</p><p>NR</p><p>NE</p><p>NF</p><p>NE</p><p>NF</p><p>NR</p><p>NE</p><p>NF NF</p><p>NE</p><p>NF NF NF NF</p><p>NE</p><p>NF</p><p>Nível de Aplicação</p><p>NA - Nível Apresentação</p><p>NS - Nível de Sessão</p><p>NT - Nível de Transporte</p><p>NR - Nível de Rede</p><p>NE - Nível de Enlace</p><p>NF - Nível Físico</p><p>Protocolo de Apresentação</p><p>Protocolo de Sessão</p><p>HUB Switch</p><p>HUB</p><p>Rede 1 Rede 2</p><p>Switch</p><p>Roteador</p><p>Gateway</p><p>Figura 9 - Conexão entre dois ETDs passando por duas redes</p><p>e diferentes equipamentos intermediários. (a) Topologia e (b)</p><p>modelagem da topologia segundo o MR-OSI</p><p>Obs.: uma versão ampliada da Figura 9 pode ser encontrada no final deste material.</p><p>Os equipamentos intermediários numa conexão de rede podem</p><p>executar funções que vão desde o nível físico (nível um) até o nível de rede</p><p>(nível 3).</p><p>Equipamentos intermediários do nível físico executam principalmente</p><p>funções de transmissão e recepção de dados, como por exemplo, os</p><p>modems2, os repetidores e os concentradores de terminais (ou HUBs).</p><p>Equipamentos intermediários do nível de enlace (nível dois), executam</p><p>funções como controle de erros, controle de fluxo e seqüenciação dos dados.</p><p>Exemplos típicos desses equipamentos são os comutadores ou switches,</p><p>Já equipamentos intermediários do nível de rede (nível três) são</p><p>conhecidos como roteadores (routers) e executam funções de</p><p>encaminhamento ou roteamento de dados (pacotes) fim a fim através de uma</p><p>conexão de rede segundo métricas pré definidas como: caminho mais curto,</p><p>menor custo ou menor atraso. Equipamentos do nível 3 que interconectam</p><p>duas redes com arquiteturas distintas são conhecidos com Gateways (ou</p><p>comportas) e executam funções de compatibilização entre as duas redes</p><p>Finalmente, a estrutura de dados utilizada em redes para troca de</p><p>informações são os chamados quadros (frames) ou pacotes, como é mostrado</p><p>na Figura 10. O termo pacotes é mais usual em protocolos de roteamento,</p><p>enquanto o termo quadro, é mais usual em protocolos de enlace ponto-a-ponto</p><p>entre dois nós. Os pacotes são formados por um conjunto de bits ou bytes3 e</p><p>2 Modem: Equipamento de transmissão e recepção de dados, vem de modulador e demodulador de dados.</p><p>3 Byte ou octeto é um conjunto de oito bits. Octeto é mais usado pelo pessoal de telecomunicações,</p><p>enquanto os informatas preferem byte.</p><p>UFRGS - Instituto de Informática – Março de 2006 40</p><p>Módulo I - Conceitos Básicos</p><p>podem ser de tamanho fixo ou variável. A estrutura típica de um pacote ou</p><p>quadro é formado por um cabeçalho que contém entre outras informações o</p><p>endereço de origem e destino do pacote, seguido de um campo contendo a</p><p>informação útil (ou pay-load) que este pacote está transportando e finalmente</p><p>um campo chamado de rabeira, que contém a informação para verificação da</p><p>consistência dos dados do pacote.</p><p>Cabeçalho Informação útil (pay-load) Rabeira</p><p>Figura 10 - Estrutura geral de um pacote ou quadro de dados</p><p>5.2.2 Topologias de Redes</p><p>A maneira como são distribuídos espacialmente os nós de uma rede e,</p><p>principalmente, a maneira como estão interligados esses nós, é o que se</p><p>define como a topologia física dessa rede. Os enlaces de comunicação que</p><p>interconectam os nós de uma rede são em geral onerosos e por isso devem</p><p>ser utilizados de maneira eficiente e parcimoniosa. A topologia de uma rede é</p><p>definida normalmente a partir de um critério que visa atender uma exigência</p><p>específica da rede como; alta vazão, baixo atraso, alta confiabilidade,</p><p>economia de enlaces e assim por diante.</p><p>A extensão geográfica influi de forma decisiva na definição da topologia</p><p>de uma rede. Redes de pouca extensão geográfica, também chamadas de</p><p>redes locais, ou LANs4, utilizam topologias do tipo anel, barra, ou estrela como</p><p>mostrado na Figura 11. Em cada uma destas topologias, cada ETD é</p><p>simultaneamente também um nó de rede executando funções de</p><p>encaminhamento dos dados para um determinado ETD remoto.</p><p>Cada uma dessas topologias básicas apresenta vantagens e</p><p>desvantagens. Assim, por exemplo, o anel apresenta como vantagem um</p><p>protocolo de acesso simples, pois cada estação, que também é um nó, terá</p><p>direito de usar o anel de forma seqüencial. Já a desvantagem maior do anel é</p><p>a sua confiabilidade, pois o rompimento do anel, no meio físico, ou por um</p><p>defeito em um de seus nós, compromete toda a estrutura.</p><p>Estrela</p><p>Nó Central ou</p><p>Repetidor</p><p>(HUB)</p><p>Anel</p><p>Barra</p><p>Figura 11 - Topologias básicas em redes de curta distância</p><p>Anel, Barra e Estrela.</p><p>4 LAN – Local Area Network</p><p>UFRGS - Instituto de Informática – Março de 2006 41</p><p>Módulo I - Conceitos Básicos</p><p>A barra tem como grande vantagem que todos ouvem o que está sendo</p><p>transmitido, mas cada estação, que também é um nó, só fica com os pacotes a</p><p>ela destinados. A desvantagem da barra é como disciplinar o acesso das</p><p>estações à barra, já que todas partilham o mesmo meio.</p><p>No caso da topologia em estrela, tem-se como vantagem que a</p><p>transmissão de uma estação qualquer é repassada pelo nó central (repetidor)</p><p>para todas as demais estações, mas, como no caso da barra, a desvantagem</p><p>é como disciplinar o acesso das estações ao nó central.</p><p>Os meios de transmissão em redes locais são predominantemente</p><p>pares de fios trançados, tendo em vista distâncias que não passam de alguns</p><p>quilômetros, mas também são utilizados cabos coaxiais e fibras ópticas.</p><p>5.2.3 Rede Núcleo ou Backbone de uma Rede</p><p>Ao se observar a Figura 8(c), vê-se que a rede lá mostrada apresenta</p><p>ao todo oito nós de comutação, mas desses, o nó cinco não é um nó de</p><p>acesso, enquanto todos os demais são de acesso. O nó cinco está no núcleo</p><p>central da rede e tem como função única direcionar o tráfego nas suas 3</p><p>portas, de acordo com o destino final dos dados. Um nó desse tipo chama-se</p><p>nó de trânsito, pois os dados nunca têm como destino final esse nó. Pode-se</p><p>ter redes em que, em vez de um nó de trânsito, dependendo unicamente do</p><p>porte e extensão geográfica desta rede, pode-se ter n nós de trânsito. O</p><p>conjunto dos nós de trânsito de uma rede é chamado de núcleo dessa rede ou</p><p>também de backbone (espinha dorsal) dessa rede.</p><p>Um único salto ou hop</p><p>ETD</p><p>A</p><p>Legenda</p><p>Switch Router (Possui tanto</p><p>funções de router como de</p><p>switch)</p><p>Roteador IP</p><p>Switch Router</p><p>da Rede Núcleo Roteadores de</p><p>Borda ou de</p><p>Acesso</p><p>Rede Núcleo</p><p>ETD</p><p>B</p><p>A</p><p>B</p><p>Figura 12 - Rede de Dados com Rede Núcleo.</p><p>O núcleo da rede (ver Figura 12) tem como principal objetivo o</p><p>encaminhamento rápido dos pacotes que são recebidos por um nó de acesso,</p><p>até o nó de destino. É constituído de enlaces de alta velocidade e nós de</p><p>comutação rápida. Pode-se considerar que o núcleo da rede busca oferecer</p><p>um serviço de conexão rápida. Eventualmente o núcleo da rede pode utilizar</p><p>uma tecnologia de comutação de pacotes segundo um paradigma distinto</p><p>daquele utilizado nos nós de acesso.</p><p>UFRGS - Instituto de Informática – Março de 2006 42</p><p>Módulo I - Conceitos Básicos</p><p>5.2.4 Classificação das Redes por extensão geográfica.</p><p>Um critério muito utilizado para classificação de redes é a área de</p><p>cobertura da rede ou, em outras palavras, a extensão geográfica da rede.</p><p>Conforme já visto, a arquitetura de uma rede depende muito de sua extensão</p><p>geográfica, já que as técnicas de transmissão variam muito em função das</p><p>distâncias envolvidas. Tipicamente é a seguinte a classificação das redes</p><p>segundo esse critério:</p><p>a) Redes Pessoais ou PANs (Personal Area Networks);</p><p>b) Redes Locais ou LANs (Local Area Networks);</p><p>c) Redes Metropolitanas ou MANs (Metropolitan Area Networks);</p><p>d) Redes de Longa Distância ou WANs (Wide Area Networks).</p><p>Tabela 1 – Características de Redes por extensão geográfica</p><p>Tipo</p><p>Rede</p><p>Cobertura Meios Taxas Típicas Padrões e</p><p>Implementações</p><p>Representativas</p><p>PAN ou</p><p>WPAN</p><p>Alguns metros Canais de RF</p><p>(wireless)</p><p>2 Mbit/s</p><p>Bluetooth (IEEE 802.15)</p><p>LAN</p><p>(WLAN)</p><p>Alguns</p><p>quilômetros</p><p>Par trançado,</p><p>fibra óptica e</p><p>canais de RF</p><p>10Mbit/s a 10 Gbit/s</p><p>(10.106 a</p><p>10. 109 bit/s)</p><p>Ethernet, Token Ring,</p><p>Token Bus IEEE: 802.3,</p><p>802.4 ,802.5, 802.11</p><p>MAN</p><p>(WMAN)</p><p>Centenas de</p><p>quilômetros</p><p>Fibra óptica e</p><p>canais de RF</p><p>(wireless)</p><p>155Mbit/s a</p><p>10Gbit/s</p><p>(155.106 a</p><p>10.109 bit/s)</p><p>DQDB, CATV, WMAN,</p><p>WiMAX, ADSL, IEEE:</p><p>802.6 e 802.20, 802.16</p><p>WAN Nacional e</p><p>internacional</p><p>Fibra óptica 64kbit/s a Tbit/s</p><p>(64.103 a 1012 bit/s)</p><p>PDH, SDH. Sonet, OTN,</p><p>MPLS</p><p>ITU-T: G.709</p><p>ADSL: Asymmetric Digital Subscriber Loop CATV: Community Antenna Television</p><p>IEEE: Institute of Electric & Electronic Engineering ITU-T: International Telecommunication</p><p>Union</p><p>DQDB: Dual Queue Distributed Bus OTH: Optical Transport Hierarchy</p><p>PDH: Plesiochronous Digital Hierarchy SDH: Synchronous Digital Hierarchy</p><p>A Tabela 1 apresenta algumas características específicas associadas a</p><p>cada uma dessas categorias de redes. As implementações práticas de cada</p><p>uma dessas categorias são muito variadas e muitas vezes se impuseram, não</p><p>por aspectos de excelência tecnológica, mas por aspectos econômicos e de</p><p>mercado. Apresenta-se a seguir uma rápida visão das características</p><p>marcantes de cada uma dessas categorias, bem como alguns dos padrões</p><p>mais representativos em cada uma.</p><p>5.2.4.1 Redes PAN ou WPAN</p><p>As redes PAN, também chamadas de WPAN (WirelessPAN), são redes</p><p>de curtíssima distância que utilizam comunicação sem fio (canais de rádio</p><p>freqüência), com o objetivo de interconectar dispositivos de rede, multimídia e</p><p>processamento de dados, em distâncias de poucos metros, normalmente em</p><p>uma mesma sala (ver Figura 13).</p><p>UFRGS - Instituto de Informática – Março de 2006 43</p><p>Módulo I - Conceitos Básicos</p><p>PAN</p><p>ISP – Internet Service Provider</p><p>LAN</p><p>MAN</p><p>LAN</p><p>LAN</p><p>WAN</p><p>LAN</p><p>LAN</p><p>LAN</p><p>LAN</p><p>MAN</p><p>Backbone Nacional ou</p><p>Internacional lAN</p><p>Figura 13 - Interconexão de redes com diversas extensões geográficas</p><p>O padrão que mais se impôs é o do IEEE (Institute of Electrical and</p><p>Electronic Engeneering) conhecido como IEEE 802.15, e o seu maior sucesso</p><p>comercial é conhecido como Bluetooth. O Bluetooth surgiu a partir de um</p><p>Grupo de Interesse Especial (SIG) integrado pela IBM, Intel, Nokia e Toshiba.</p><p>O objetivo principal do projeto visava a interligação de dispositivos e acessórios</p><p>sem a utilização de fios, utilizando dispositivos de rádio comunicação de curto</p><p>alcance e que fossem, baratos e de baixa potência. O atual projeto Bluetooth</p><p>fornece uma solução completa desde o nível de transmissão até as aplicações,</p><p>enquanto o padrão IEEE802.15 especifica a interface aérea de acesso.</p><p>5.2.4.2 Redes LAN</p><p>As redes locais ou LANs, surgiram na década de oitenta e suas</p><p>principais funções são:</p><p>• Compartilhamento de periféricos;</p><p>• Compartilhamento de software;</p><p>• Compartilhamento de informações (BDs).</p><p>Elas permitem a comunicação e intercâmbio de informações entre</p><p>usuários, agilizando as funções normais de escritório (correio eletrônico),</p><p>apresentam flexibilidade de expansão física e lógica e são uma opção</p><p>econômica para usuários de sistemas de processamento de dados em relação</p><p>aos mainframes.</p><p>As LANs foram padronizadas segundo três padrões do IEEE: IEEE</p><p>802.3, IEEE 802.4 e IEEE 802.5. Esses três padrões tinham como objetivos</p><p>respectivamente; automação de escritórios, integração de múltiplos serviços e</p><p>automação de fábrica.</p><p>Desses três padrões impôs-se, principalmente devido a sua simplicidade</p><p>e baixo custo, que lhe conferiu um estrondoso sucesso comercial, a</p><p>implementação da Digital, Intel e Xerox (DIX), conhecida como Ethernet. A</p><p>tecnologia Ethernet é baseada no padrão IEEE 802.3, que ao longo dos</p><p>últimos anos recebeu diversas extensões e melhorias que a tornaram a</p><p>tecnologia dominante em redes locais. Utiliza o conceito de acesso partilhado a</p><p>um meio comum, inicialmente com 10 Mbit/s, baseada em uma topologia lógica</p><p>do tipo barra e uma topologia física do tipo estrela. Estima-se que mais de 90%</p><p>das redes locais instaladas em nível mundial são do tipo Ethernet. É uma</p><p>UFRGS - Instituto de Informática – Março de 2006 44</p><p>Módulo I - Conceitos Básicos</p><p>tecnologia consolidada, barata e com capacidade de migração assegurada</p><p>para segmentos de redes de maior desempenho, como por exemplo a Fast</p><p>Ethernet (100 Mbit/s), Giga bit Ethernet (Gbe) e 10 Giga bit Ethernet (10Gbe).</p><p>As redes locais sem-fio, também</p><p>conhecidas como WLANs (WirelessLAN),</p><p>baseadas no padrão IEEE 802.11, são uma tecnologia muito promissora</p><p>surgida no final da década de 90. Com custos cada vez mais baixos e taxas</p><p>que chegam a 54 Mbit/s, tornaram-se uma opção muito interessante em muitas</p><p>aplicações que exigem mobilidade, ou onde a interconexão por fios é</p><p>complicada.</p><p>5.2.4.3 Redes MAN</p><p>As redes locais LAN e as redes metropolitanas MAN (Metropolitan Area</p><p>Networks) fazem parte do que se convencionou chamar de tecnologias de</p><p>acesso à Internet, ou ISP (Internet Service Provider). Atualmente as</p><p>tecnologias MAN mais representativas no acesso a ISPs são o ADSL e o</p><p>cable-modem. No ADSL o acesso é feito através de par telefônico, sem</p><p>prejuízo do serviço telefônico, em taxas que no máximo vão até 2Mbit/s. Já o</p><p>cable-modem utiliza canais partilhados do sistema de televisão a cabo CATV,</p><p>com taxas de usuário final em torno de 1Mbit/s.</p><p>Nos últimos anos, com o advento das tecnologias sem-fio (wireless), o</p><p>IEEE lançou alguns padrões promissores baseados nessas tecnologias para a</p><p>área metropolitana. Prevê-se que em futuro próximo as tecnologias de acesso</p><p>em alta velocidade em nível metropolitano serão predominantemente</p><p>baseadas em acessos sem-fio, seja de forma fixa ou móvel.</p><p>5.2.4.4 Redes WAN</p><p>As redes WAN (Wide Area Network) são suportes de telecomunicações</p><p>que cobrem distâncias que vão a dezenas de milhares de quilômetros e os</p><p>meios utilizados são preferencialmente as fibras ópticas. A Internet e as redes</p><p>corporativas usam para as comunicações em longa distância esses suportes</p><p>oferecidos pelas concessionárias de telecomunicações. Os troncos de</p><p>telecomunicações de longa distância são estruturados segundo uma hierarquia</p><p>de multiplexação conhecida como TDM (Time Division Multiplex), que oferece</p><p>canais digitais de variadas taxas, com acesso por fibra óptica ou canais de</p><p>rádio freqüência (RF), cabos coaxiais e pares de fio.</p><p>A demanda dos serviços de dados por bandas cada vez maiores do</p><p>suporte de telecomunicações tornou-se uma realidade premente na década de</p><p>noventa. A partir de 1995 observou-se também que o tráfego de dados</p><p>superava o tráfego de voz nos sistemas de telecomunicações. Com base</p><p>nesses fatos foi estruturada uma nova hierarquia digital óptica que foi</p><p>otimizada para tráfego de dados. Essa nova hierarquia discrimina diversos</p><p>comprimentos de onda em uma fibra estendendo a sua capacidade para a</p><p>região dos tera bits por segundo (Tbit/s). Esta nova hierarquia, conhecida</p><p>como OTN (Optical Transport Network), já está sendo utilizado como suporte</p><p>da Internet em longas distâncias.</p><p>5.3 Arquitetura Cliente-Servidor</p><p>A arquitetura de redes cliente/servidor está baseada na distribuição dos</p><p>sistemas sob dois tipos de estações: clientes e servidores. A Figura 14</p><p>apresenta uma topologia típica de uma rede corporativa segundo o modelo</p><p>cliente-servidor. Redes corporativas que utilizam no nível de rede protocolos da</p><p>UFRGS - Instituto de Informática – Março de 2006 45</p><p>Módulo I - Conceitos Básicos</p><p>pilha TCP/IP da Internet também são conhecidas como intranets. A utilização</p><p>do TCP/IP neste caso está restrita a uma implementação particularizada da</p><p>rede corporativa. Intranets fornecem aos usuários as mesmas ferramentas</p><p>disponíveis na Internet, mas destinam-se à utilização interna das organizações.</p><p>Cliente</p><p>Computador com hardware capaz de suportar o software necessário à</p><p>sua ligação a uma rede local.</p><p>O hardware de um cliente (ex.: IBM PC) deve incluir uma interface de</p><p>rede, normalmente uma placa de circuito impresso dedicada, ou parte de uma</p><p>placa de várias funções, que é conectada em um dos pontos de expansão do</p><p>PC.</p><p>Servidor</p><p>Servidores são computadores que compartilham seus discos e</p><p>periféricos com as estações clientes. Os servidores possuem também a função</p><p>de gerenciar e administrar os serviços e os recursos disponíveis na rede.</p><p>Um servidor pode ser um computador especializado, construído especialmente</p><p>para uma determinada tarefa, ou pode ser um microcomputador de utilização</p><p>geral, como um PC.</p><p>Modo de funcionamento dos servidores:</p><p>• Dedicado;</p><p>• Não-dedicado: servidor funciona também como estação de trabalho.</p><p>Software para gerenciamento de rede</p><p>• Windows NT e Windows 2000 são as versões do Windows para</p><p>rede.</p><p>LAN</p><p>Switch</p><p>HUB HUB HUB HUB</p><p>LAN</p><p>Switch</p><p>Roteador</p><p>Porta de saída para</p><p>a Rede WAN</p><p>INTERNET</p><p>Domínios</p><p>Ethernet</p><p>Servidor Servidor</p><p>Servidor</p><p>Servidor</p><p>Figura 14 - Topologia típica de uma LAN corporativa (intranet)</p><p>UFRGS - Instituto de Informática – Março de 2006 46</p><p>Módulo I - Conceitos Básicos</p><p>5.4 Aplicações via redes</p><p>5.4.1 Correio eletrônico (e-mail)</p><p>Correio eletrônico é um tipo de software que tipicamente está associado</p><p>ao uso de redes locais. Valendo-se de um software de correio eletrônico pode-</p><p>se “postar” memorandos e outros tipos de mensagens para um ou vários</p><p>usuários ligados à rede. As mensagens são transmitidas eletronicamente pela</p><p>rede e quem as recebe pode, além de lê-las na tela, salvá-las em disco e</p><p>respondê-las, também via rede. Tudo isto de forma rápida e sem geração de</p><p>cópias em papel. (ver também Correio Eletrônico, no item 5.9).</p><p>5.4.2 Distribuição de mensagens/notícias (news)</p><p>Serviço similar ao correio eletrônico, mas onde as mensagens não são</p><p>dirigidas a um destinatário específico, mas são postadas em listas por assunto</p><p>ou tema, por um tempo determinado. Lidas ou não, esgotado o seu tempo de</p><p>permanência nas listas, as mensagens são eliminadas do sistema.</p><p>Cada usuário ao assinar uma ou mais listas de seu interesse ganha</p><p>acesso às mensagens nelas colocadas. Ele pode ler mensagens, postar</p><p>mensagens nas listas, enviar mensagens via correio eletrônico para quem</p><p>postou mensagens nas listas ou simplesmente ignorar as mensagens. A</p><p>assinatura de uma lista pode ser cancelada a qualquer momento.</p><p>O nome popular desse serviço é news e é particularmente interessante</p><p>para troca de idéias e informações entre grupos com interesses comuns.</p><p>5.4.3 BBS (Bulletin Board Systems)</p><p>Centrais eletrônicas de serviços. Permitem a troca de informações sobre</p><p>os mais variados assuntos entre os usuários cadastrados.</p><p>5.4.4 Teleconferência</p><p>Tecnologia que permite que dois ou mais usuários comuniquem-se</p><p>através de uma rede ou linha telefônica.</p><p>Há dois tipos:</p><p>• teleconferência propriamente dita, onde os participantes vêem-se</p><p>uns aos outros em seus monitores;</p><p>• conferência de mesa, onde só há a possibilidade de</p><p>compartilhamento de tela sem a visualização da imagem. Simula a</p><p>situação de pessoas lado a lado, alternando-se no uso do</p><p>equipamento.</p><p>5.5 Serviços de comunicação de dados disponíveis no Brasil</p><p>Com a desregulamentação no Setor de Comunicações, quatro</p><p>empresas oferecem em território nacional serviços de telecomunicações e de</p><p>comunicação de dados: Embratel (Empresa Brasileira de Telecomunicações),</p><p>Brasil Telecom, operadora de telefonia fixa nas regiões Centro-Oeste, Sul e</p><p>parte da Região Norte, Telefônica (São Paulo) e Telemar (Norte e Nordeste).</p><p>5.5.1 Linha discada</p><p>É o uso da rede telefônica comum discada para transmitir dados. A</p><p>tarifação é aquela de uma linha telefônica, levando em conta uso e distância.</p><p>UFRGS - Instituto de Informática – Março de 2006 47</p><p>Módulo I - Conceitos Básicos</p><p>Não exige qualquer tipo de assinatura ou códigos de acesso especiais.</p><p>O usuário é responsável pela conexão e manutenção dos modems. A largura</p><p>de banda do canal telefônico de voz limita a velocidade das transmissões por</p><p>este acesso a aproximadamente 50 kbit/s</p><p>5.5.2 Linha privativa</p><p>Linhas próprias para a transmissão exclusiva de dados. São</p><p>normalmente de melhor qualidade que as linhas telefônicas comuns. Seu custo</p><p>mensal é fixo e geralmente alto. São do tipo ponto a ponto e podem ser</p><p>implementadas em nível urbano e interurbano</p><p>5.5.3 Acesso à Internet</p><p>Todas as empresas que atuam no setor, no País, são ISPs (Internet</p><p>Service Providers), ou seja, provedores de acesso à Internet.</p><p>5.5.3.1</p><p>Acesso de alta velocidade à Internet</p><p>As empresas que atuam no setor de oferecimento de acesso à Internet</p><p>oferecem serviços de acesso em taxas que vão de 100 kbit/s a 2,048 Mbit/s.</p><p>Os serviços são oferecidos segundo duas tecnologias :</p><p>• O cable modem que usa como suporte o cabo coaxial do serviço de</p><p>distribuição do sinal de TV por cabo, ou CATV (Community Antenna</p><p>Television).</p><p>• ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) que utiliza como suporte o</p><p>par de fios telefônicos do assinante, sem prejuízo do tráfego de telefonia.</p><p>As taxas oferecidas podem chegar a 2,048 Mbit/s.</p><p>5.5.4 Comunicação via satélite</p><p>Através do satélite brasileiro, Brasilsat, pode-se fazer transmissão a</p><p>longas distâncias e com baixíssimas taxas de erro, a velocidades que variam</p><p>de 19,2 a 2.048 Kbit/s.</p><p>Essa via de transmissão de dados é especialmente interessante quando</p><p>grandes volumes de dados estão envolvidos ou quando a transmissão dos</p><p>dados deve ocorrer entre regiões muito distantes geograficamente. Nessas</p><p>situações esse serviço, embora caro, tende a apresentar uma relação custo-</p><p>benefício bastante favorável.</p><p>5.6 A Internet</p><p>A Internet é uma rede de abrangência mundial. Mas mais que uma rede,</p><p>ela define-se como uma tecnologia de ligação de redes locais (LANs) em uma</p><p>enorme rede de longa distância.</p><p>A infra-estrutura tecnológica da Internet nasceu, do projeto ARPANET,</p><p>custeado pelo Departamento de Defesa americano, no final dos anos 1960.</p><p>Progressivamente o mundo acadêmico integrou-se à rede. Em 1995 houve a</p><p>eliminação das barreiras para a atividade comercial e hoje ela é mídia de</p><p>massa utilizada por usuários corporativos e domésticos em quase todos os</p><p>países do mundo.</p><p>A Internet opera de forma totalmente descentralizada. Nenhum servidor</p><p>é indispensável. Dentre os mais de uma centena de protocolos que nela são</p><p>utilizados, TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) são</p><p>protocolos chave. Cada computador tem um endereço Internet ou endereço IP</p><p>UFRGS - Instituto de Informática – Março de 2006 48</p><p>Módulo I - Conceitos Básicos</p><p>e pode trocar dados diretamente com qualquer outro computador na rede</p><p>especificado pelo respectivo número IP.</p><p>Os endereços IP são números com quatro partes, cada parte separada</p><p>por um ponto. Ex.: 130.257.112.5</p><p>Os usuários podem digitar os endereços IP para acessar os</p><p>computadores na Internet. Mas para facilitar a memorização e digitação dos</p><p>endereços, existe o Sistema de Nomes de Domínio (DNS) que, com base em</p><p>servidores de domínio, garante a tradução de endereços não numéricos para</p><p>os endereços IP numéricos.</p><p>Ex.: www.mhv.net é o mesmo que 199.0.0.2</p><p>O crescimento vertiginoso da Internet levou a sua divisão em domínios</p><p>autônomos, cada um deles mantendo um inventário das redes e computadores</p><p>anfitriões sob sua guarda. Esses domínios são utilizados para endereçamento</p><p>aos computadores anfitriões. Em um endereço na Internet, as últimas letras do</p><p>endereço, o domínio de mais alto nível (após o último ponto) identifica o país,</p><p>ou, no caso dos Estados Unidos, o tipo de organização.</p><p>Alguns domínios de mais alto nível:</p><p>Domínio Uso</p><p>.com Organizações comerciais</p><p>.edu Organizações educacionais, universidades,</p><p>laboratórios de pesquisa, escolas, etc.</p><p>.gov Organizações governamentais</p><p>.br Brasil</p><p>.uk Grã-Bretanha</p><p>Há uma infinidade de possibilidades de usos da Internet que são</p><p>conhecidos como serviços Internet. Eles funcionam segundo a filosofia</p><p>cliente/servidor. Para cada serviço há um programa cliente, um programa</p><p>servidor e um protocolo que define como os dois programas vão interagir pela</p><p>Internet.</p><p>Tomando como exemplo o correio eletrônico (ver a seguir), tipicamente</p><p>um servidor de correio eletrônico executa no computador de um provedor de</p><p>acesso à Internet. O servidor de correio automaticamente recebe e armazena</p><p>mensagens aguardando que elas sejam solicitadas para leitura e recebe</p><p>mensagens para encaminhá-las para seus destinatários.</p><p>O cliente de correio executa no computador do usuário. Com ele as</p><p>mensagens são lidas do servidor, nele novas mensagens são escritas e</p><p>encaminhadas para outros destinatários.</p><p>5.6.1 Alguns dos Serviços Internet</p><p>a) Correio Eletrônico;</p><p>b) Web;</p><p>c) FTP;</p><p>d) IRC;</p><p>e) Telnet</p><p>f) Aplicações Peer-to-Peer (P2P).</p><p>UFRGS - Instituto de Informática – Março de 2006 49</p><p>Módulo I - Conceitos Básicos</p><p>5.6.1.1 Correio Eletrônico</p><p>Certamente um dos serviços da Internet mais populares. Pelo preço de</p><p>uma conexão à Internet, pode-se enviar um número ilimitado de mensagens.</p><p>Na esmagadora maioria dos casos, em poucos minutos a mensagem chega a</p><p>seu destino.</p><p>Para utilizar o correio eletrônico, o usuário da Internet deve obter um e-</p><p>mail, ou endereço eletrônico, com o qual ele poderá enviar e receber</p><p>mensagens. Os e-mails seguem um formato padrão: uma seqüência de</p><p>caracteres iniciais definidos pelo usuário, que deve identificá-lo de forma única</p><p>na rede onde ele está cadastrado; mais o símbolo @ (arrroba), que se lê “at”,</p><p>em inglês, e “em”, em português; seguidos do nome da rede e domínio. Por</p><p>exemplo, o e-mail do bilionário americano Bill Gates, dono da Microsoft, é</p><p>billg@microsoft.com , onde “billg” é a abreviatura de seu nome, “Microsoft “é o</p><p>nome da rede local e “com” é o domínio.</p><p>5.6.1.2 Web (World Wide Web)</p><p>Um hipertexto é um texto onde a ordem de leitura das informações é</p><p>determinada pelo leitor. No hipertexto há links (ou hiperlinks), palavras que ao</p><p>serem selecionadas remetem a outros documentos.</p><p>A World Wide Web ou simplesmente Web é um sistema de hipertexto e</p><p>hipermídia implementado na Internet. Os programas clientes para acessá-la</p><p>são os navegadores (browsers), dos quais os mais conhecidos são o Netscape</p><p>Navigator e o Internet Explorer.</p><p>Os navegadores atuam sobre um banco de informações relacionadas.</p><p>Este banco é organizado somente pelo critério de associação temática. Não</p><p>existe uma ordem fixa ou uma hierarquia. A unidade básica de consulta é a</p><p>página (implementada como um ou mais arquivos). Ao acionar um desses</p><p>programas, o usuário se depara com uma página contendo texto, ilustrações</p><p>ou fotos, como uma página de uma revista. No texto, palavras ou expressões</p><p>sublinhadas remetem para outras páginas. Basta clicar o mouse sobre um</p><p>elemento sublinhado para começar a “surfar”. De página em página o usuário</p><p>vai explorando assuntos relacionados.</p><p>Um conjunto de páginas relacionadas disponíveis para o público em um</p><p>servidor constitui um sítio. Em um sítio há uma página de índice, chamada</p><p>home page, que é exibida automaticamente quando o usuário entra no sítio</p><p>pelo seu nível superior.</p><p>Cada página na Web tem seu próprio e único endereço, o URL (Uniform</p><p>Resource Locator), que especifica onde exatamente ela se encontra na</p><p>Internet.</p><p>Ex. de URL:</p><p>http://www.museudarepublica.org.br/Indice/ndxexposicoes.html</p><p>Partes de um URL:</p><p>Protocolo: protocolo utilizado para acessar o documento, seguido de</p><p>dois pontos (:) e duas barras (//). O protocolo para acessar páginas Web é o</p><p>http (Hypertext Transfer Protocol). Na maioria dos navegadores pode-se omitir</p><p>http:// para os endereços de páginas Web.</p><p>Servidor: nome do domínio do servidor Web onde está localizada a</p><p>página. No exemplo acima: www.museudarepublica.org.br.</p><p>UFRGS - Instituto de Informática – Março de 2006 50</p><p>Módulo I - Conceitos Básicos</p><p>Caminho: localização do documento Internet. Inclui inclusive nomes de</p><p>subpastas da máquina onde está a página. No exemplo acima: /Indice</p><p>Nome do arquivo: na última parte do endereço, após a última barra,</p><p>aparece o nome do arquivo que está sendo acessado. No exemplo acima:</p><p>ndxexposicoes.html.</p><p>Para localizar-se uma página na Internet é necessário conhecer-se o</p><p>seu URL. Uma variedade de ferramentas de busca, como Google</p><p>(www.google.com.br), AltaVista (www.altavista.com.br), Yahoo (br.yahoo.com),</p><p>TodoBr (www.todobr.com.br), Cadê (www.cade.com.br) podem ser utilizados</p><p>para, a partir de consultas textuais ou por assunto, pesquisarem bancos</p><p>de</p><p>dados com informações sobre páginas e produzirem listas de URLs.</p><p>Se fosse desenhado um diagrama mostrando as relações entre todas as</p><p>páginas disponíveis no mundo, obter-se-ia uma figura que lembra uma teia de</p><p>aranha. O trilho sobre o qual correm os programas navegadores tem por isso o</p><p>nome de WWW - World Wide Web (Teia Mundial) ou, simplesmente, WEB.</p><p>5.6.1.3 FTP</p><p>FTP (File Transfer Protocol, ou seja, Protocolo de Transferência de</p><p>Arquivo) permite a transferência de arquivos pela Internet.</p><p>Com um navegador ou um programa cliente de FTP, é possível fazer</p><p>downloads, ou seja, transferir (“baixar”) arquivos de um servidor FTP para a</p><p>máquina do usuário. A transferência de arquivos da máquina do usuário para</p><p>um servidor FTP chama-se upload e regra geral exige um cliente FTP para ser</p><p>feita.</p><p>Por FTP é possível transferir-se tanto arquivos de texto (ASCII) quanto</p><p>arquivos binários, com os mais variados formatos, contendo texto e imagens.</p><p>Eventualmente, para utilizar o FTP poderá ser necessário identificar-se,</p><p>fornecendo nome e senha. A exceção, nesses casos, é o chamado FTP</p><p>anônimo, onde os arquivos estão liberados para download, bastando digitar-se</p><p>anonymous no nome do usuário e o respectivo endereço eletrônico como</p><p>senha.</p><p>5.6.1.4 IRC (Internet Relay Chat)</p><p>O usuário pode conversar via teclado, on-line, com uma ou mais</p><p>pessoas em grupos de bate-papo chamados canais.</p><p>5.6.1.5 Telnet</p><p>O acesso à rede ocorre através de um software emulador de terminal</p><p>que transforma um micro em “um terminal burro” de um servidor. O usuário</p><p>não conta com o conforto de uma interface gráfica para acessar a rede. Os</p><p>dados vindos do computador central são exibidos na tela do computador</p><p>pessoal e as teclas digitadas no teclado são enviadas para o computador</p><p>central.</p><p>5.6.1.6 Aplicações Peer-to-Peer (P2P)</p><p>Aplicações Peer-to-Peer (P2P) são aplicações Internet que permitem</p><p>aos usuários o compartilhamento de recursos computacionais com outros</p><p>usuários conectados à Internet. Um peer de um sistema P2P é um software</p><p>instalado em um micro de usuário que, através desse peer, pode se comunicar</p><p>UFRGS - Instituto de Informática – Março de 2006 51</p><p>Módulo I - Conceitos Básicos</p><p>diretamente com os peers de outros usuários, e assim proceder com o</p><p>compartilhamento de recursos.</p><p>As duas aplicações P2P mais populares atualmente são aquelas que</p><p>fornecem suporte para o envio de mensagens instantâneas e que permitem a</p><p>troca de arquivos extensos (tipicamente maiores que 1Mb).</p><p>As aplicações para troca de mensagens instantâneas mais populares</p><p>são o ICQ (do inglês “I seek you”) e o Microsoft MSN. Tais aplicações</p><p>permitem que um usuário, através de uma lista de contatos, envie mensagens</p><p>textuais simples a outros usuários conectados à Internet. Versões mais</p><p>recentes do ICQ e MSN possuem suporte mais sofisticado para envio de</p><p>mensagens, por exemplo, permitindo que imagens, sons e vídeo possam ser</p><p>também transmitidos. Apesar de o ICQ e MSN serem as aplicações mais</p><p>populares nessa categoria, diversas outras aplicações com a mesma</p><p>funcionalidade podem ser encontradas facilmente, tais como o Yahoo</p><p>Messenger e Jabber.</p><p>Aplicações P2P para compartilhamento de arquivos permitem que</p><p>usuários através de seus peers possam enviar e receber arquivos extensos de</p><p>e para outros usuários. A popularização desse tipo de aplicação se deu,</p><p>principalmente, depois do lançamento do software Napster, que permitia o</p><p>compartilhamento de arquivos de áudio codificados principalmente com a</p><p>tecnologia MP3. O sistema Napster original foi encerrado depois de um</p><p>controvertido processo judicial movido pela indústria da música em 1999.</p><p>Porém, outros sistemas P2P para compartilhamento de arquivos mais</p><p>sofisticados acabaram sendo criados e amplamente utilizados. Atualmente</p><p>pode-se encontrar clones Napster em sites Internet com facilidade. Os</p><p>sistemas eMule e BitTorrent, por exemplo, são dois softwares muito populares</p><p>que permitem não apenas o compartilhamento de MP3, mas de qualquer tipo</p><p>de arquivo.</p><p>Apesar de a troca de mensagens e o compartilhamento de arquivos</p><p>serem as aplicações P2P mais populares, existem outros sistemas P2P para</p><p>suportar outras aplicações. O software Skype, por exemplo, permite telefonia</p><p>de alta qualidade na Internet; o SETI@home permite o processamento</p><p>distribuído de sinais cósmicos com o curioso objetivo de detectar sinais</p><p>extraterrenos; o sistema Groove da Microsoft, por fim, permite a criação</p><p>colaborativa de documentos quando seus autores encontram-se dispersos ao</p><p>longo da Internet.</p><p>5.7 Terminologia complementar</p><p>5.7.1 Superestrada da Informação (Information Superhighway)</p><p>A tendência atual é que as indústrias de telefonia, televisão e</p><p>computação unam-se para criar a superestrada da informação, uma enorme</p><p>rede de comunicações usando cabos de fibra óptica e transmissão de dados</p><p>sem fio, na qual texto, som, imagens e qualquer outro tipo de informação</p><p>digitalizada possa viajar em qualquer sentido em alta velocidade.</p><p>De suas casas, através de um console inteligente ligado à TV, os</p><p>consumidores passariam a poder fazer compras em shoppings eletrônicos,</p><p>solicitar filmes digitais a qualquer hora do dia (Video on demand ou VOD),</p><p>usar sistemas de telefone com imagem e receber jornais eletrônicos. A</p><p>UFRGS - Instituto de Informática – Março de 2006 52</p><p>Módulo I - Conceitos Básicos</p><p>previsão é de que essa TV interativa venha a oferecer 500 canais diferentes de</p><p>programação.</p><p>5.7.2 Conectividade e Interoperabilidade</p><p>No que se refere a redes, o ideal seria que fosse possível a interligação</p><p>de todos os tipos de equipamentos computacionais, independentes de sua</p><p>estrutura, capacidade, tecnologia e fabricante, de forma transparente às</p><p>aplicações e aos usuários, ou em outras palavras, que as redes fossem</p><p>dotadas de conectividade e interoperabilidade totais.</p><p>Conectividade</p><p>Refere-se à capacidade de interconexão de equipamentos</p><p>computacionais, homogêneos ou heterogêneos, fornecendo mecanismos</p><p>transparentes de comunicação para programas, sistemas e, em última análise,</p><p>pessoas.</p><p>Interoperabilidade</p><p>Significa que aplicações e usuários de um sistema podem acessar, de</p><p>forma transparente, os recursos de um outro.</p><p>6 CARACTERÍSTICAS TECNOLÓGICAS DAS MÁQUINAS</p><p>6.1 Histórico</p><p>Os computadores surgiram da necessidade de realizar-se uma grande</p><p>quantidade de cálculos numéricos em tempo hábil e com segurança, livre de</p><p>erros. Seres humanos são por natureza criativos, mas dispersivos e</p><p>impacientes. São capazes de criar métodos eficientes para determinar a</p><p>solução de quase qualquer problema numérico, mas mostram-se pouco</p><p>dispostos a dedicar horas, semanas, anos a fio à simples repetição desses</p><p>métodos, para alcançar o resultado desejado.</p><p>No início do século XVII apareciam as primeiras máquinas construídas</p><p>com a finalidade de ajudar o homem na execução de suas tarefas de cálculo.</p><p>Naturalmente essas máquinas eram bem diferentes dos computadores com</p><p>que trabalhamos hoje em dia, mas conhecê-las pode ajudar-nos a melhor</p><p>compreender as potencialidades e limitações dos recursos computacionais</p><p>modernos. As referências históricas que seguem foram extraídas de Hayes.</p><p>6.1.1 As primeiras calculadoras mecânicas</p><p>A calculadora de Blaise Pascal, filósofo e cientista francês, de 1642,</p><p>realizava soma e subtração de forma automática. Já a calculadora de Gottfried</p><p>Leibnitz, filósofo e matemático alemão, de 1671, realizava não apenas soma e</p><p>subtração, mas também multiplicação e divisão, de forma automática.</p><p>As máquinas de Pascal e Leibniz foram as predecessoras das</p><p>calculadoras mecânicas de quatro operações. Somente por volta de 1820</p><p>surgiu a primeira calculadora de quatro operações a alcançar sucesso</p><p>comercial. Já o Comptometer, projetado pelo americano D. E. Felt, em 1885,</p><p>foi a primeira calculadora a usar teclas de pressão para entrada de dados e de</p><p>comandos, e a imprimir os resultados em papel.</p><p>Outro importante marco de desenvolvimento no período foram os</p><p>equipamentos</p><p>de processamento de cartões perfurados. Esse tipo de</p><p>equipamento era usado para classificar e tabular grande quantidade de dados,</p><p>tendo sido desenvolvido pelo americano Herman Hollerith. Sua primeira grande</p><p>UFRGS - Instituto de Informática – Março de 2006 53</p><p>Módulo I - Conceitos Básicos</p><p>aplicação foi no processamento do censo norte-americano de 1890. Em 1896,</p><p>Hollerith fundou uma firma para produzir industrialmente seu equipamento.</p><p>Essa firma, mais tarde agregada a outras pequenas indústrias, daria origem</p><p>em 1924 à International Business Machines Corporation (IBM).</p><p>As calculadoras mecânicas são consideradas precursoras dos</p><p>computadores, embora não fossem computadores, pois não possuíam</p><p>memória nem podiam ser programadas.</p><p>6.1.2 Os primeiros computadores</p><p>As primeiras máquinas dignas de receberem o nome de computadores</p><p>foram projetadas pelo inglês Charles Babbage.</p><p>A primeira máquina de Babbage (Difference Engine, de 1823) tinha por</p><p>objetivo gerar automaticamente tabelas matemáticas. A única operação</p><p>disponível seria a adição. Entretanto, dispondo dessa única operação, um</p><p>grande número de funções poderia ser derivado, usando-se uma técnica</p><p>chamada de método das diferenças infinitas.</p><p>A segunda máquina de Babbage (Analytical Engine, de 1834) pretendia</p><p>realizar qualquer das quatro operações matemáticas automaticamente. Ao</p><p>contrário de todas as máquinas jamais concebidas, esta contaria com uma</p><p>memória (para armazenamento de operandos e de resultados) e com um</p><p>núcleo de controle e cálculo. Operações seriam realizadas sob o controle de</p><p>cartões perfurados (inspiração nas máquinas de tecelagem). Um conjunto de</p><p>cartões constituiria um programa.</p><p>Uma das grandes contribuições de Babbage constituiu-se no</p><p>mecanismo que permitia ao programa alterar a seqüência de execução em</p><p>função de resultados parciais obtidos durante o processamento. Em outras</p><p>palavras, Babbage inventou o desvio condicional (if-then-else).</p><p>Infelizmente, para frustração da humanidade e do próprio Babbage,</p><p>nenhuma das máquinas foi concluída.</p><p>6.1.2.1 Computadores eletromecânicos</p><p>Somente a partir da década de 30, tentativas sérias foram feitas para a</p><p>construção de computadores de propósito geral.</p><p>Em 1938, o alemão Konrad Zuse construiu o primeiro computador</p><p>usando aritmética binária no lugar de aritmética decimal. Esse computador</p><p>ainda era puramente mecânico.</p><p>Zuse construiu, em 1941, o primeiro computador programável de</p><p>propósito geral. A unidade que executava operações aritméticas e lógicas</p><p>nesse computador, como por exemplo soma e comparação, era composta por</p><p>relés (chaves eletromecânicas).</p><p>Em 1944, o projeto do americano Howard Aiken, que recebeu o nome</p><p>de Harvard Mark I, é concluído pela IBM. Este projeto influenciou as máquinas</p><p>que haveriam de surgir. O Mark I não era tão inovador quanto a máquina de</p><p>Zuse, mas o projeto do alemão não teve continuidade devido à derrota dos</p><p>alemães na Segunda Guerra.</p><p>6.1.2.2 Computadores Eletrônicos</p><p>O primeiro computador eletrônico de propósito geral foi o ENIAC,</p><p>construído na Universidade da Pensilvânia (EUA), em 1946, sob a</p><p>responsabilidade de Mauchly e Ekert. Entretanto, a primeira tentativa de</p><p>UFRGS - Instituto de Informática – Março de 2006 54</p><p>Módulo I - Conceitos Básicos</p><p>construir um computador eletrônico usando válvulas aparentemente foi</p><p>realizada, já no final da década de 30, por John Atanasoff.</p><p>O ENIAC era uma enorme máquina, pesando 30 toneladas e contendo</p><p>18.000 válvulas. Um computador significativamente mais rápido do que</p><p>qualquer um de seus antecessores, mas com o agravante de sempre ter</p><p>válvulas queimando.</p><p>6.1.2.3 Computadores de programa armazenado</p><p>A máquina de Babbage, o computador Mark I e o ENIAC possuíam</p><p>memórias separadas para instruções e dados. A entrada e alteração de</p><p>programas nessas máquinas era uma tarefa extremamente tediosa. A idéia de</p><p>usar a mesma memória para armazenar tanto instruções como dados, e assim</p><p>introduzir dados, é atribuída ao matemático húngaro Von Neumann, que foi</p><p>consultor no projeto do ENIAC. Até hoje, a grande maioria dos computadores</p><p>que utilizamos no nosso dia a dia seguem esse modelo, e são por isso</p><p>chamados de computadores com arquitetura Von Neumann.</p><p>No final da década de 1940 e início dos anos 1950, o número de</p><p>computadores sendo construídos cresceu rapidamente. Além dos primeiros</p><p>computadores de programa armazenado (EDVAC e IAS), podemos citar ainda</p><p>as seguintes máquinas:</p><p>• Whirlwind I, construído no MIT (EUA), o primeiro computador a usar</p><p>memória de núcleo de ferrite (até a década de 70, um tipo de memória</p><p>bastante comum).</p><p>• A série de computadores projetados pela Univ. de Manchester, cujo</p><p>elemento mais significativo foi o computador ATLAS. Computadores dessa</p><p>série introduziram o conceito de memória virtual e registradores de índice,</p><p>esses últimos para facilitar o acesso indexado a tabelas armazenadas na</p><p>memória.</p><p>• O computador UNIVAC, pronto em 1951. Um sucesso operacional da</p><p>empresa Eckert-Mauchly Computer Corporation, que mais tarde se</p><p>transformou na Divisão UNIVAC da Sperry-Rand Corporation, e atualmente faz</p><p>parte da Unisys, juntamente com a Burroughs.</p><p>• O primeiro computador de programa armazenado IBM, o 701,</p><p>computador inicial da longa série IBM700, surgido em 1953.</p><p>6.2 Gerações</p><p>Os computadores de programa armazenado aparecem em geral</p><p>referenciados como computadores de primeira geração. Tal classificação não</p><p>parece ser a mais adequada, uma vez que a história da computação não</p><p>começou com eles.</p><p>Os computadores de primeira geração eram grandes, caros, difíceis de</p><p>serem usados, lentos e dispunham de poucos programas de aplicação.</p><p>Entretanto foram um elo importantíssimo na evolução da arquitetura de</p><p>computadores, tanto que o seu modelo computacional básico continua sendo</p><p>empregado até hoje.</p><p>A passagem da primeira para a segunda geração teria sido</p><p>principalmente marcada pela substituição de válvulas por transistores</p><p>(aproximadamente em 1955). A passagem da segunda para a terceira geração</p><p>teria sido determinada pelo aparecimento de circuitos integrados de baixa e</p><p>média escala (aproximadamente por volta de 1965) e finalmente a quarta</p><p>UFRGS - Instituto de Informática – Março de 2006 55</p><p>Módulo I - Conceitos Básicos</p><p>geração teria sido provocada pela popularização dos circuitos integrados de</p><p>alta e muito alta escala de integração, dos quais os microprocessadores são os</p><p>melhores exemplos (aproximadamente 1975).</p><p>Tabela 2 – Características das gerações de computadores</p><p>Geração Período Tecnologia Exemplos de</p><p>computadores</p><p>Primeira 1946-54 válvulas IAS,UNIVAC</p><p>Segunda 1955-64 transistores IBM 7094</p><p>memória de núcleo</p><p>Terceira 1965-74 circuito IBM S/360, DECPDP-8</p><p>integrado</p><p>Quarta 1975-? LSI, VLSI Amdahl 470</p><p>memória de</p><p>semicondutores</p><p>6.3 Porte dos computadores</p><p>Uma tentativa de classificação dos computadores tem sido pelo porte</p><p>dos mesmos. No final da década de 70 e início da década de 80 era comum</p><p>ouvir-se falar de micros, minis e computadores de grande porte. A base por</p><p>trás dessa classificação, para diferenciar entre minis e micros, relacionava-se</p><p>ao uso ou não de microprocessadores como unidade central de</p><p>processamento nessas máquinas. Entretanto, todos os computadores</p><p>começaram a ser construídos com microprocessadores. Na verdade, não só</p><p>computadores, com também dispositivos periféricos, calculadoras, automóveis,</p><p>máquinas de lavar roupa, e todo e qualquer mecanismo que precisasse de um</p><p>mínimo de controle digital.</p><p>6.4 Classificação dos computadores por aplicação principal e</p><p>processador</p><p>Computador Pessoal (Personal Computer);</p><p>Estação de Trabalho (Workstation);</p><p>Mainframe (Grande porte);</p><p>Supercomputador.</p><p>6.4.1 Computador Pessoal (PCs)</p><p>Microprocessador de 32, 64 bits</p><p>Memória principal: de 64 a 256Mb</p><p>Memória auxiliar: disquete, Winchester, CD-ROM</p><p>Monitor de vídeo: padrão VGA ou SVGA</p><p>Uso: residências e ambientes profissionais</p><p>Ex.: PC (IBM e compatíveis), microcomputadores Apple.</p><p>UFRGS - Instituto de Informática – Março de 2006 56</p><p>Módulo I - Conceitos Básicos</p><p>SOHO (Small Office and Home Office)</p><p>Sigla que indica o mercado de computadores pessoais para empresas</p><p>de pequeno porte e residências.</p><p>6.4.2 Estação de Trabalho</p><p>Microprocessador de 64 bits</p><p>Memória principal igual ou superior a 128 Mb, com memória cache</p><p>expressiva</p><p>Grande desempenho para:</p><p>manipulação gráfica de alta precisão</p><p>ambiente compartilhado</p><p>atuação em redes locais</p><p>Aplicações típicas:</p><p>ambientes de CAD,</p><p>computação gráfica</p><p>Fabricantes: Silicon Graphics, SUN, HP, etc.</p><p>6.4.3 Mainframe</p><p>Processadores variados;</p><p>Memória principal: Mega bytes;</p><p>Memória auxiliar: Mega ou Giga bytes;</p><p>Periféricos capaz de atender grandes volumes de dados,</p><p>tanto para E/S quanto para processamento.</p><p>6.4.4 Supercomputador</p><p>Capaz de manipular modelos matemáticos complexos sobre um grande</p><p>volume de dados.</p><p>Aplicações Típicas:</p><p>aplicações típicas de processamento paralelo operam grandes</p><p>quantidades de dados, ou necessitam executar grande</p><p>quantidade de operações matemáticas.</p><p>Exemplos:</p><p>testes em aeronaves;</p><p>desenvolvimento de novas drogas;</p><p>modelagem de reatores de fusão;</p><p>astronomia;</p><p>previsão de tempo;</p><p>simulação de cirurgias;</p><p>planejamento econômico;</p><p>reconhecimento de língua em tempo real;</p><p>resolução de grandes sistemas de equações diferenciais parciais.</p><p>Supercomputador CRAY T94 da UFRGS</p><p>2 processadores com palavra de 128 bits</p><p>memória principal: 2Gb</p><p>Velocidade de processamento: 1.8Gflops p/ CPU</p><p>(bilhões de operações/seg)</p><p>Características especiais:</p><p>processamento vetorial (128 operações aritméticas</p><p>e lógicas em paralelo).</p><p>UFRGS - Instituto de Informática – Março de 2006 57</p><p>Módulo I - Conceitos Básicos</p><p>Dispositivos de E/S:</p><p>estações de trabalho Silicon Graphics Octane e Silicon Graphics</p><p>O2</p><p>Fonte: http://www.cesup.ufrgs.br</p><p>6.5 Configuração típica de micros tipo IBM PC</p><p>6.5.1 Configuração</p><p>A configuração de um sistema de computação é o conjunto de</p><p>equipamentos, periféricos, dispositivos e programas conectados entre si para</p><p>formarem o sistema.</p><p>Os fabricantes normalmente descrevem os equipamentos indicando sua</p><p>configuração máxima e mínima.</p><p>6.5.2 Modelos com processadores Intel anteriores ao Pentium</p><p>XT (Extended Technology - 1981)</p><p>Microprocessador: 8088 da Intel</p><p>palavra : 16 bits</p><p>via de E/S: 8 bits</p><p>Velocidade de processamento: 4,77 a 8 MHz</p><p>Memória Principal: 640Kb</p><p>Winchester: 30Mb</p><p>Monitor de Vídeo: CGA</p><p>Drives de disquete: 5 ¼”com 360Kb</p><p>Modo de funcionamento: monoprogramável</p><p>286 (ou AT - Advanced Technology - 1984)</p><p>Microprocessador: 80286 da Intel</p><p>palavra : 16 bits</p><p>via de E/S: 16 bits</p><p>Velocidade de processamento: até 16 MHz</p><p>Memória Principal: 1 Mb</p><p>Winchester: 40Mb</p><p>Monitor de Vídeo: CGA, EGA</p><p>Drives de disquete: 5 ¼” de 360Kb ou 720 Kb</p><p>Modo de funcionamento: monoprogramável</p><p>386SX</p><p>Microprocessador: 80386 da Intel</p><p>palavra : 32 bits</p><p>via de E/S: 16 bits</p><p>Velocidade de processamento: 16 a 33 MHz</p><p>Memória Principal: 2Mb</p><p>Winchester: 40 Mb a 80Mb</p><p>Monitor de Vídeo: VGA, SVGA</p><p>Drives de disquete: 5 ¼” 1,2Mb e 3 ½” 1,44Mb</p><p>386DX</p><p>Microprocessador: 80386 da Intel</p><p>palavra : 32 bits</p><p>via de E/S: 32 bits</p><p>UFRGS - Instituto de Informática – Março de 2006 58</p><p>Módulo I - Conceitos Básicos</p><p>Velocidade de processamento: 16 a 33 MHz</p><p>Memória Principal: 4Mb</p><p>Winchester: 80 Mb a 120 Mb</p><p>Monitor de Vídeo: VGA, SVGA</p><p>Drives de disquete: 5 ¼” 1,2Mb e 3 ½” 1,44Mb</p><p>486SX</p><p>Microprocessador: 80486 da Intel</p><p>palavra : 32 bits</p><p>via de E/S: 32 bits</p><p>Co-processador aritmético: desabilitado</p><p>Velocidade de processamento: 20 a 50 MHz</p><p>Memória Principal: 4 a 128 Mb</p><p>Winchester: 120 a 545 Mb</p><p>Monitor de Vídeo: VGA, SVGA</p><p>Drives de disquete: 5 ¼” 1,2Mb e 3 ½” 1,44Mb</p><p>486DX</p><p>Microprocessador: 80486 da Intel</p><p>palavra : 32 bits</p><p>via de E/S: 32 bits</p><p>Co-processador aritmético: habilitado, ele é parte ativa do chip</p><p>Velocidade de processamento: 25 a 66 MHz</p><p>Memória Principal: 4 a 128 Mb</p><p>Winchester: 120 a 545 Mb</p><p>Monitor de Vídeo: VGA, SVGA</p><p>Drives de disquete: 5 ¼” 1,2Mb e 3 ½” 1,44Mb</p><p>Uso: como estação de trabalho e servidor de rede</p><p>6.5.3 Modelos com processador Pentium</p><p>Pentium5</p><p>Microprocessador: Pentium da Intel</p><p>palavra de 32 bits</p><p>via de E/S: 32 bits</p><p>Velocidade de processamento: 66Mhz a 166Mhz.</p><p>Executa até duas instruções por ciclo de UCP</p><p>Memória Principal: até 4 Gb</p><p>Tem duas caches de 8 Kb (uma para dados e outra para instruções).</p><p>Outros modelos Pentium:</p><p>• Pentium Pro: 200 Mhz;</p><p>• Pentium MMX: 166Mhz a 333Mhz;</p><p>Pentium II ( Pentium Pro + MMX): 233Mhz a 400Mhz.</p><p>5 Até os 486, todos os fabricantes de microprocessadores usavam a mesma denominação para</p><p>microprocessadores de mesmo estágio tecnológico. Ao utilizar um nome em vez de um número para</p><p>denominar seu novo chip, a Intel não só inovou como, ao registrar este nome, tornou-se o único fabricante</p><p>a poder usá-lo. Desde então os microprocessadores de estágio tecnológico correspondente têm nomes</p><p>diversos.</p><p>UFRGS - Instituto de Informática – Março de 2006 59</p><p>Módulo I - Conceitos Básicos</p><p>Pentium III: 450Mhz a 1Ghz.</p><p>Celeron: versão mais barata, mas mais lenta, do Pentium III.</p><p>Pentium IV: 1,3 a 2 GHz.</p><p>6.5.4 Processadores AMD</p><p>Athlon 64</p><p>Sempron</p><p>K7 (ou Athlon)</p><p>Duron</p><p>Tecnologia MMX: incrementa capacidade multimídia (compressão de vídeo,</p><p>manipulação de imagens, melhoria nos processos de leitura e escrita).</p><p>Fabricantes de Microprocessadores: Intel, AMD, Cyrix, Motorola.</p><p>6.6 Microcomputadores Apple</p><p>A Apple foi uma das empresas pioneiras na produção de</p><p>microcomputadores, chegando mesmo a competir com a IBM neste segmento.</p><p>Andou porém enfrentando grandes dificuldades na última década e viu sua</p><p>fatia de mercado reduzir-se drasticamente até ver sua própria existência</p><p>ameaçada. Reverteu as previsões negativas com o lançamento do iMac,</p><p>sobretudo para acesso à Internet, de desenho arrojado, com processador</p><p>Power PC G3.</p><p>Os computadores Macintosh da Apple por longo tempo foram</p><p>controlados exclusivamente por chips Motorola, mas atualmente estão</p><p>utilizando chips Intel. Em linhas gerais, o que diferencia um modelo do outro é</p><p>o desempenho e a capacidade de expansão da máquina, isto é, o número de</p><p>conectores (slots) disponíveis.</p><p>Embora os computadores Macintosh tenham menos slots que a maioria</p><p>dos micros IBM-PC, todos os Macs vêm equipados com interface SCSI.</p><p>PowerMac: usa PowerPC, chip Risc desenvolvido em cooperação por</p><p>Apple, IBM e Motorola. Capaz de rodar simultaneamente aplicativos Mac, DOS</p><p>e Windows.</p><p>6.7 Computação móvel (Mobile Computing)</p><p>Computadores para o usuário em trânsito (viagens, etc.).</p><p>Microprocessadores: 486, Pentium, etc.</p><p>Algumas denominações de micros portáteis:</p><p>Notebook;</p><p>Subnotebook;</p><p>Palmtop;</p><p>Laptop;</p><p>Notepad (micro à caneta);</p><p>PDA (Personal Digital Assistant ou Assistente</p><p>pessoal digital)</p><p>UFRGS - Instituto de Informática – Março de 2006 60</p><p>Módulo I - Conceitos Básicos</p><p>Docking station</p><p>Estação com periféricos que transforma um micro portátil em micro</p><p>de mesa.</p><p>6.8 Multimídia</p><p>(literalmente: múltiplos meios)</p><p>Tecnologia que torna possível aos computadores manipularem de forma</p><p>integrada texto, som, imagens de vídeo, gráficos, etc.</p><p>Exemplo de configuração de uma estação multimídia:</p><p>Pentium IV 3,4 GHz ;</p><p>memória de 512 MB ;</p><p>disco rígido de 120 GB 7200 rpm;</p><p>placa de áudio de 32 bits;</p><p>placa de vídeo AGP 4X – 128 Mb;</p><p>drive CDRW + DVDR;</p><p>monitor LCD 17” com dot .20”;</p><p>placa fax/modem 56 Kbps;</p><p>mouse óptico;</p><p>alto-falantes com subwoofer;</p><p>teclado ABNT 101 teclas.</p><p>Outros dispositivos conectáveis a estações multimídia:</p><p>Câmara de vídeo e Scanner: ambos ligam-se ao micro por meio de</p><p>uma placa de interface.</p><p>Máquina fotográfica digital: guarda as fotos em memória e além de</p><p>transferi-las para o micro pela porta serial, pode,</p><p>dependendo do</p><p>modelo, enviá-las para apresentação na televisão.</p><p>Armazenamento: página de texto versus imagem digitalizada</p><p>Página de texto: 2 KB de disco.</p><p>Imagem digitalizada de alta qualidade colorida, com o tamanho de uma</p><p>página de revista (foto tamanho A4, capturada com resolução de 600</p><p>pontos por polegada e usando coloração de 24 bits) pode ocupar quase</p><p>100 MB.</p><p>UFRGS - Instituto de Informática – Março de 2006 61</p><p>Módulo I - Conceitos Básicos</p><p>Bibliografia de Referência</p><p>*MEIRELLES, Fernando de Souza. Informática: novas aplicações com</p><p>microcomputadores. 2. ed. São Paulo: Makron Books, 1994.</p><p>*MEYER, Marilyn; Baber, Roberta; PFAFFENBERGER, Bryan. Nosso futuro e</p><p>o Computador. Porto Alegre, Bookman, 2000.</p><p>*NORTON, Peter. Introdução à Informática. Tradução: Maria Cláudia Santos</p><p>Ribeiro Ratto. São Paulo: Makron Books, 1996.</p><p>TANENBAUM, Andrew S. Computer Networks. Fourth Edition. Prentice Hall</p><p>PTR, 2003. 829p.</p><p>*VELLOSO, Fernando de Castro. Informática: conceitos básicos. Rio de</p><p>Janeiro: Campus, 1999. 4 ed. ver. e atual.</p><p>*WHITE, Preston & DERFLER, Franklin. Informática Total: Tudo o que você</p><p>precisa saber sobre computadores, redes e Internet. São Paulo: Market</p><p>Books, 1999.</p><p>*WHITE, Ron. Como funciona o computador III. São Paulo: Quark, [1999].</p><p>MICROSOFT Corporation. Microsoft Windows 98. Ajuda on-line.</p><p>MICROSOFT Corporation. Microsoft Explorer 6.0. Ajuda on-line.</p><p>Revista Info.</p><p>Obs.: As referências precedidas por asterisco são de obras que podem ser</p><p>encontradas na biblioteca do Instituto de Informática</p><p>dados (BD)...................................................................................................... 35</p><p>5 REDES DE COMPUTADORES E INTERNET....................................................... 35</p><p>5.1 Evolução dos sistemas de comunicação de dados ....................................................... 35</p><p>5.1.1 Processamento Centralizado ................................................................................ 35</p><p>5.1.2 Processamento Descentralizado .......................................................................... 35</p><p>5.2 Redes de Comunicação de Informação........................................................................ 36</p><p>5.2.1 O Modelo de Referência para Interconexão de Sistemas Abertos – MR OSI</p><p>(ISO).................................................................................................................................. 38</p><p>5.2.2 Topologias de Redes ............................................................................................. 40</p><p>5.2.3 Rede Núcleo ou Backbone de uma Rede............................................................. 41</p><p>5.2.4 Classificação das Redes por extensão geográfica............................................. 42</p><p>5.2.4.1 Redes PAN ou WPAN...................................................................................................42</p><p>5.2.4.2 Redes LAN ....................................................................................................................43</p><p>5.2.4.3 Redes MAN ...................................................................................................................44</p><p>5.2.4.4 Redes WAN...................................................................................................................44</p><p>5.3 Arquitetura Cliente-Servidor ....................................................................................... 44</p><p>5.4 Aplicações via redes ....................................................................................................... 46</p><p>5.4.1 Correio eletrônico (e-mail)..................................................................................... 46</p><p>5.4.2 Distribuição de mensagens/notícias (news) ....................................................... 46</p><p>5.4.3 BBS (Bulletin Board Systems) .............................................................................. 46</p><p>5.4.4 Teleconferência ...................................................................................................... 46</p><p>5.5 Serviços de comunicação de dados disponíveis no Brasil........................................... 46</p><p>5.5.1 Linha discada ......................................................................................................... 46</p><p>5.5.2 Linha privativa ........................................................................................................ 47</p><p>5.5.3 Acesso à Internet.................................................................................................... 47</p><p>5.5.3.1 Acesso de alta velocidade à Internet ..............................................................................47</p><p>5.5.4 Comunicação via satélite ...................................................................................... 47</p><p>5.6 A Internet........................................................................................................................ 47</p><p>5.6.1 Alguns dos Serviços Internet................................................................................ 48</p><p>5.6.1.1 Correio Eletrônico .........................................................................................................49</p><p>5.6.1.2 Web (World Wide Web)................................................................................................49</p><p>5.6.1.3 FTP ................................................................................................................................50</p><p>5.6.1.4 IRC (Internet Relay Chat) ..............................................................................................50</p><p>5.6.1.5 Telnet .............................................................................................................................50</p><p>5.6.1.6 Aplicações Peer-to-Peer (P2P).......................................................................................50</p><p>5.7 Terminologia complementar......................................................................................... 51</p><p>5.7.1 Superestrada da Informação (Information Superhighway)................................ 51</p><p>5.7.2 Conectividade e Interoperabilidade...................................................................... 52</p><p>6 CARACTERÍSTICAS TECNOLÓGICAS DAS MÁQUINAS ................................. 52</p><p>6.1 Histórico.......................................................................................................................... 52</p><p>UFRGS - Instituto de Informática – Março de 2006 4</p><p>Módulo I - Conceitos Básicos</p><p>6.1.1 As primeiras calculadoras mecânicas ................................................................. 52</p><p>6.1.2 Os primeiros computadores ................................................................................. 53</p><p>6.1.2.1 Computadores eletromecânicos .....................................................................................53</p><p>6.1.2.2 Computadores Eletrônicos .............................................................................................53</p><p>6.1.2.3 Computadores de programa armazenado .......................................................................54</p><p>6.2 Gerações.......................................................................................................................... 54</p><p>6.3 Porte dos computadores ................................................................................................ 55</p><p>6.4 Classificação dos computadores por aplicação principal e processador .................. 55</p><p>6.4.1 Computador Pessoal (PCs) ................................................................................... 55</p><p>6.4.2 Estação de Trabalho .............................................................................................. 56</p><p>6.4.3 Mainframe................................................................................................................ 56</p><p>6.4.4 Supercomputador .................................................................................................. 56</p><p>6.5 Configuração típica de micros tipo IBM PC............................................................... 57</p><p>6.5.1 Configuração .......................................................................................................... 57</p><p>6.5.2 Modelos com processadores Intel anteriores ao Pentium ................................ 57</p><p>6.5.3 Modelos com processador Pentium .................................................................... 58</p><p>6.5.4 Processadores AMD............................................................................................... 59</p><p>6.6 Microcomputadores Apple............................................................................................ 59</p><p>6.7 Computação móvel (Mobile Computing)..................................................................... 59</p><p>6.8 Multimídia ...................................................................................................................... 60</p><p>Bibliografia de Referência ............................................................................................ 61</p><p>ÍNDICE DE FIGURAS</p><p>Figura 1 - Organização Funcional de um Computador ................................9</p><p>Figura 2 - Barramento .................................................................................11</p><p>Figura 3 - Níveis de memória .....................................................................14</p><p>Figura 4 - Memória Cache ..........................................................................14</p><p>Figura 5 - Esquema de funcionamento de um S.O. de tempo real .............26</p><p>Figura 6 - Níveis</p><p>de linguagem e tradutores...............................................30</p><p>Figura 7 - Os processos de compilação e interpretação .............................31</p><p>Figura 8 - Evolução dos Sistemas de Comunicação de Dados...................37</p><p>Figura 9 - Conexão entre dois ETDs passando por duas redes .................39</p><p>Figura 10 - Estrutura geral de um pacote ou quadro de dados ...................40</p><p>Figura 11 - Topologias básicas em redes de curta distância ......................40</p><p>Figura 12 - Rede de Dados com Rede Núcleo............................................41</p><p>Figura 13 - Interconexão de redes com diversas extensões geográficas....43</p><p>Figura 14 - Topologia típica de uma LAN corporativa (intranet)..............45</p><p>ÍNDICE DE TABELAS</p><p>Tabela 1 – Características de Redes por extensão geográfica .................... 42</p><p>Tabela 2 – Características das gerações de computadores ......................... 55</p><p>UFRGS - Instituto de Informática – Março de 2006 5</p><p>Módulo I - Conceitos Básicos</p><p>Agradecimentos</p><p>Os agradecimentos dos autores à colaboração prestada pelos colegas</p><p>professores Fernando Nascimento, que auxiliou na revisão deste material,</p><p>Juergen Rochol, pelos itens relativos a Redes (5.1 a 5.5) e Lisandro</p><p>Zambenedetti Granville, pela complementação do mesmo tópico.</p><p>UFRGS - Instituto de Informática – Março de 2006 6</p><p>Módulo I - Conceitos Básicos</p><p>1 ARQUITETURA E ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES</p><p>1.1 Introdução à terminologia básica</p><p>1.1.1 Processamento de Dados</p><p>Série de operações que se aplica a um conjunto de dados (entrada)</p><p>para obter outro conjunto de dados ou resultados (saída).</p><p>Ex.:</p><p>• dar baixa, no talão de cheques, de um cheque emitido;</p><p>• procurar um número de telefone na lista telefônica e anotá-lo em</p><p>uma caderneta;</p><p>• somar valores de compras no supermercado;</p><p>• classificar várias contas e pagá-las em ordem de data de</p><p>vencimento.</p><p>Elementos Básicos:</p><p>a) Dados iniciais - as informações iniciais são aquelas que estão</p><p>sujeitas a certas transformações;</p><p>b) Transformações - são as modificações efetuadas no conteúdo ou na</p><p>forma dos dados iniciais;</p><p>c) Resultados finais - o produto dos dados iniciais após as</p><p>transformações.</p><p>Tipos de Processamento</p><p>a) Manual - é aquele feito manualmente, sem a utilização da máquina.</p><p>Ex.: dar baixa, no talão de cheques, de um cheque emitido.</p><p>b) Semi-automático - é quando operações são feitas por máquinas,</p><p>mas exigem a intervenção humana.</p><p>Ex.: rotinas de contabilidade que usam máquinas junto com</p><p>processamento manual.</p><p>c) Automático - é quando todo o processamento é feito por máquinas.</p><p>Ex.: executar uma tarefa valendo-se exclusivamente de um</p><p>computador.</p><p>Para resolver determinados problemas, sobretudo de cálculo, o homem</p><p>inventou máquinas chamadas COMPUTADORES que, uma vez programados,</p><p>efetuam o PROCESSAMENTO DE DADOS com muita rapidez e segurança,</p><p>fornecendo os resultados desejados.</p><p>1.1.2 Processamento eletrônico de dados</p><p>É o processamento de dados com a utilização do computador. Diz-se</p><p>eletrônico porque os computadores atuais são formados por componentes</p><p>eletrônicos.</p><p>UFRGS - Instituto de Informática – Março de 2006 7</p><p>Módulo I - Conceitos Básicos</p><p>COMPUTADOR</p><p>PROCESSAMENTO ELETRÔNICO DE DADOS</p><p>lê dados</p><p>processa dados</p><p>fornece resultados</p><p>Vantagens do computador</p><p>• processa grande volume de dados com rapidez;</p><p>• trata grandes quantidades de informação com segurança;</p><p>• não cansa - uma vez programado é capaz de processar 24 horas</p><p>por dia;</p><p>• realiza cálculos com exatidão;</p><p>• oferece grande disponibilidade de acesso às informações nele</p><p>armazenadas;</p><p>• pode ser programado.</p><p>Desvantagens do computador</p><p>• não é criativo;</p><p>• não trabalha bem com a ambigüidade;</p><p>• as linguagens de programação dos computadores não corrigem os</p><p>erros lógicos dos programas;</p><p>• alto custo (embora decrescente);</p><p>• obsolescência.</p><p>Informática</p><p>(INFORmação autoMÁTICA)</p><p>Ciência que abrange todas as atividades relacionadas com o</p><p>processamento automático de informações, inclusive o relacionamento entre</p><p>serviços, equipamentos e profissionais envolvidos no processamento eletrônico</p><p>de dados.</p><p>Dado</p><p>É a informação que será trabalhada durante o processamento.</p><p>Ex.: no Vestibular: nome, identidade, opções.</p><p>Instrução</p><p>É uma operação elementar que o computador tem a capacidade de</p><p>processar. A instrução trabalha com os dados. São as ordens executadas pelo</p><p>computador.</p><p>UFRGS - Instituto de Informática – Março de 2006 8</p><p>Módulo I - Conceitos Básicos</p><p>Cada computador tem o seu repertório de instruções. As instruções</p><p>comuns em quase todos os computadores são:</p><p>• instruções para entrada e saída (E/S) de dados;</p><p>• instrução de movimentação de dados (transferência);</p><p>• instruções aritméticas;</p><p>• instrução de comparação;</p><p>• instrução de controle de seqüência.</p><p>Programa</p><p>É o roteiro que orienta o computador, mostrando-lhe a seqüência de</p><p>operações necessárias para executar uma determinada tarefa.</p><p>Um programa é uma seqüência de instruções que dirigem a UCP (ver</p><p>item 2.1.1.1) na execução de alguma tarefa.</p><p>Diz-se que um programa é composto por uma série de comandos ou</p><p>instruções.</p><p>Hardware e software</p><p>Um sistema de computação compreende dois elementos básicos:</p><p>• hardware: conjunto de componentes mecânicos, elétricos e</p><p>eletrônicos com os quais são construídos os</p><p>computadores e equipamentos periféricos;</p><p>• software: conjunto de programas, procedimentos e</p><p>documentação que permitem usufruir da capacidade</p><p>de processamento fornecida pelo hardware.</p><p>2 HARDWARE</p><p>2.1 Organização funcional de um computador</p><p>O computador é formado por um grupo de unidades ou equipamentos</p><p>conectados entre si (ver Figura 1). Cada unidade desempenha funções</p><p>específicas no processamento:</p><p>• Sistema Central:</p><p>• Unidade Central de Processamento (UCP)</p><p>(ou Central Processing Unity (CPU))</p><p>• Unidade de Controle</p><p>• Unidade Aritmética e Lógica</p><p>• Clock</p><p>• Memória Principal</p><p>• Interfaces</p><p>• Unidades de Entrada e Saída (E/S)</p><p>UFRGS - Instituto de Informática – Março de 2006 9</p><p>Módulo I - Conceitos Básicos</p><p>UCP</p><p>UNIDADE</p><p>ARITMÉTICA</p><p>E LOGICA</p><p>CLOCK</p><p>MEMORIA</p><p>MICROPROCESSADOR</p><p>PRINCIPAL</p><p>SISTEMA CENTRAL</p><p>Barramento</p><p>INTERFACE</p><p>UNIDADE</p><p>DE</p><p>CONTROLE</p><p>Barramento</p><p>Unidades</p><p>de</p><p>Entrada e Saída (E/S)</p><p>INTERFACE</p><p>PERIFERICO PERIFERICO</p><p>... ...</p><p>Figura 1 - Organização Funcional de um Computador</p><p>2.1.1 Sistema central</p><p>2.1.1.1 UCP (ou Microprocessador)</p><p>Unidade de Controle</p><p>Controla o fluxo de informações entre todas as unidades do computador</p><p>e executa as instruções na seqüência correta.</p><p>Unidade Aritmética e Lógica (UAL)</p><p>(ou Arithmetic and Logic Unity (ALU))</p><p>Realiza operações aritméticas (cálculos) e lógicas (decisões),</p><p>comandada por instruções armazenadas na memória.</p><p>A arquitetura dos microprocessadores incorpora, além da ALU, uma</p><p>FPU (Floating Point Unit) dedicada a operações matemáticas sobre operandos</p><p>representados em ponto flutuante. Quando a FPU é externa ao</p><p>microprocessador, ela recebe o nome de coprocessador aritmético.</p><p>O microprocessador fica em uma placa de circuitos chamada placa-mãe</p><p>(“motherboard”).</p><p>UFRGS - Instituto de Informática – Março de 2006 10</p><p>Módulo I - Conceitos Básicos</p><p>O conjunto de circuitos de apoio ao processador presentes na placa-</p><p>mãe é genericamente chamado de chipset. A qualidade do chipset influi</p><p>diretamente na qualidade da placa-mãe e no desempenho do micro.</p><p>Recursos on-board são aqueles que vêm integrados à placa-mãe (por</p><p>exemplo vídeo, modem).</p><p>Clock (relógio)</p><p>Os microprocessadores trabalham regidos por um padrão de tempo</p><p>determinado por um clock (ou relógio). O clock gera pulsos a intervalos</p><p>regulares. A cada pulso uma ou mais instruções internas são realizadas.</p><p>Embora a freqüência do clock não seja uma medida definitiva de desempenho</p><p>de uma máquina, na comparação de máquinas com arquitetura de</p><p>microprocessador</p><p>semelhante, um valor de clock mais elevado tenderá a</p><p>sinalizar uma máquina mais potente.</p><p>2.1.1.2 Memória Principal</p><p>Armazena temporariamente as informações (instruções e dados) dos</p><p>serviços que estão sendo processados no momento. Nela os dados ficam</p><p>disponíveis ao processamento (pela Unidade Aritmética e Lógica) e disponíveis</p><p>à transferência para os equipamentos de saída. Está organizada em porções</p><p>de armazenamento, cada qual com um endereço.</p><p>Compõe-se de dois tipos de circuito: ROM e RAM.</p><p>ROM (Read Only Memory)</p><p>(ou Memória apenas de Leitura)</p><p>Tipicamente menor que a RAM, é uma porção da memória que não</p><p>depende de energia para manter o seu conteúdo. Também chamada de</p><p>memória permanente, nela são armazenadas informações que não podem ser</p><p>apagadas, e que geralmente vêm gravadas do fabricante.</p><p>É uma memória apenas de leitura. O usuário pode apenas ler as</p><p>informações nela gravadas.</p><p>Nela residem os programas necessários ao funcionamento do</p><p>computador.</p><p>Tipos de ROM</p><p>PROM (Programmable ROM)</p><p>ROM cujo conteúdo é gravado após sua construção.</p><p>EPROM (Erasable PROM)</p><p>ROM que pode ser reprogramada, desde que previamente</p><p>apagada com raios ultra-violeta.</p><p>EEPROM (Electrically EPROM)</p><p>Reprogramável por impulsos elétricos especiais.</p><p>RAM (Random Access Memory)</p><p>(ou Memória de Acesso Randômico)</p><p>Memória de acesso randômico ou aleatório, também chamada de</p><p>memória temporária, é aquela utilizada pelo usuário para desenvolver seus</p><p>programas. Seu uso restringe-se ao período em que o equipamento está em</p><p>funcionamento. Se a máquina não receber energia, mesmo que seja por uma</p><p>fração de segundos, todo o conteúdo da memória RAM estará perdido.</p><p>UFRGS - Instituto de Informática – Março de 2006 11</p><p>Módulo I - Conceitos Básicos</p><p>Essa memória é volátil (seu conteúdo pode ser apagado) e serve tanto</p><p>para armazenar programas e dados, quanto para guardar resultados</p><p>intermediários do processamento.</p><p>Nela podem ser lidas ou gravadas informações. Internamente é mais</p><p>complexa que a memória ROM, pois cada bit em cada byte (ver item 2.2) deve</p><p>ser passível de alteração.</p><p>2.1.2 Sistema de E/S</p><p>Os elementos de um computador que garantem a ligação do</p><p>processador com o mundo externo constituem seu Sistema de Entrada e</p><p>Saída.</p><p>Em um sistema de E/S temos:</p><p>• Barramento;</p><p>• Interfaces;</p><p>• Periféricos (ou Unidades de Entrada e Saída).</p><p>2.1.2.1 Barramento</p><p>Conjunto de fios que transportam os sinais de dados, endereço e</p><p>controle (ver Figura 2). Os barramentos ligam o processador à memória</p><p>principal e o processador às interfaces e controladoras de periféricos. A</p><p>conexão de elementos a um barramento deve seguir um padrão.</p><p>Alguns padrões usados para barramentos de expansão em micros: ISA,</p><p>PCI, PCI Express, AGP (vídeo). Dependendo dos componentes envolvidos,</p><p>uma conexão envolvendo padrões diferentes pode ou não ser possível.</p><p>UCP</p><p>CLOCK</p><p>MEMORIA</p><p>PRINCIPAL</p><p>dados</p><p>enderecos</p><p>controle</p><p>Figura 2 - Barramento</p><p>2.1.2.2 Interfaces (ver também item 2.5)</p><p>Componentes de hardware que coordenam as transferências de dados</p><p>entre o processador e um ou mais periféricos.</p><p>Em uma interface, é o controlador que efetua o controle da transferência</p><p>de dados.</p><p>UFRGS - Instituto de Informática – Março de 2006 12</p><p>Módulo I - Conceitos Básicos</p><p>Os termos interface, controlador (ou placa controladora) e adaptador</p><p>podem ser usados como sinônimos.</p><p>2.1.2.3 Periféricos (ou Unidades de Entrada e Saída)</p><p>São dispositivos conectados a um computador que possibilitam a</p><p>comunicação do computador com o mundo externo. Há dispositivos só de</p><p>entrada (mouse), só de saída (plotter), bem como uma ampla gama (discos,</p><p>fitas, etc.) que realiza operações nos dois sentidos. A seguir são indicadas as</p><p>funções básicas de dispositivos que estejam atuando como unidades de</p><p>entrada ou saída.</p><p>Unidades de entrada</p><p>Permitem que informações sejam introduzidas na memória do</p><p>computador. Essas informações são convertidas para uma forma armazenável</p><p>internamente (sinais eletromagnéticos - bits).</p><p>Unidades de saída</p><p>Transformam a codificação interna dos dados (resultados) em uma</p><p>forma legível pelo usuário.</p><p>2.2 Representação de dados</p><p>2.2.1 Bit</p><p>BIT vem de BInary digiT, ou dígito binário.</p><p>É o componente básico da memória e conceitualmente é a menor</p><p>unidade de informação.</p><p>Um bit, por convenção, pode assumir dois valores ou sentidos:</p><p>1 --> ligado (ON) ou 0 --> desligado (OFF).</p><p>Fisicamente pode ser implementado por qualquer componente que</p><p>assuma apenas dois estados estáveis. Ex.: anéis eletromagnetizáveis.</p><p>2.2.2 Byte</p><p>Agrupamento de 8 bits.</p><p>Normalmente corresponde a um caractere: letra, dígito numérico,</p><p>caractere de pontuação, etc...</p><p>Com um byte é possível representar-se até 256 símbolos diferentes.</p><p>2.2.3 Palavra de memória</p><p>É o número de bits que o computador lê ou grava em uma única</p><p>operação (podem ser tanto dados como instruções). O tamanho da palavra de</p><p>memória pode variar de computador para computador.</p><p>Em microcomputadores tipo PC (ver itens 6.4 e 6.5) as palavras são</p><p>presentemente de 32 ou 64 bits.</p><p>O tamanho de uma palavra de memória sempre é um número múltiplo</p><p>de 8 (lembrando que 1 byte = 8 bits).</p><p>2.2.4 Códigos de representação de dados</p><p>O caractere é a unidade básica de armazenamento na maioria dos</p><p>sistemas.</p><p>UFRGS - Instituto de Informática – Março de 2006 13</p><p>Módulo I - Conceitos Básicos</p><p>O armazenamento de caracteres (letras, números e outros símbolos) é</p><p>feito através de um esquema de codificação onde, por convenção, certos</p><p>conjuntos de bits representam certos caracteres.</p><p>Três códigos de representação de caracteres são bastante utilizados:</p><p>ASCII, EBCDIC e UNICÓDIGO.</p><p>ASCII (American Standard Code for Information Interchange)</p><p>Código utilizado pela maioria dos microcomputadores e em alguns</p><p>periféricos de equipamentos de grande porte.</p><p>EBCDIC (Extended Binary Coded Decimal Interchange Code)</p><p>Ex.: Caracteres EBCDIC ASCII</p><p>A 1100 0001 10100001</p><p>Z 1110 1001 10111010</p><p>UNICÓDIGO (ou Unicode)</p><p>Código que utiliza dois bytes para representar mais de 65.000</p><p>caracteres ou símbolos. Permite intercambiar dados e programas</p><p>internacionalmente.</p><p>2.2.5 Unidades de Medida</p><p>As unidades de medida para:</p><p>• quantificar a memória principal do equipamento;</p><p>• indicar a capacidade de armazenamento (disco, CD-ROM, fita, etc.)</p><p>são os múltiplos do byte:</p><p>K quilo (mil) 103</p><p>M mega (milhão) 106</p><p>G giga (bilhão) 109</p><p>T tera (trilhão) 1012</p><p>Embora o sistema métrico de unidades de medida empregue os</p><p>mesmos prefixos na base decimal, o valor exato em Informática é diferente.</p><p>Como o sistema de numeração utilizado é binário (base 2), usa-se potências</p><p>de 2 para os cálculos:</p><p>K 1024 210</p><p>M 1.048.576 220</p><p>etc...</p><p>Os valores expressos em múltiplos de byte podem assumir várias</p><p>formas na escrita, ou seja, 64 quilobytes podem ser escritos como 64KB, 64Kb</p><p>ou 64K, assim como 64 megabytes podem ser escritos como 64MB, 64Mb, 64</p><p>M ou 64 Mega.</p><p>Valores expressos em bits são de modo geral escritos por extenso. Ex.:</p><p>64 quilobits.</p><p>2.3 Níveis de memória</p><p>Para executar os programas com mais rapidez, os sistemas utilizam</p><p>níveis de memória (ver Figura 3) com diferentes velocidades de acesso.</p><p>UFRGS - Instituto de Informática – Março de 2006 14</p><p>Módulo I - Conceitos Básicos</p><p>Cache</p><p>RAM</p><p>Auxiliar</p><p>Auxiliar-Backup</p><p>Pequeno</p><p>Grande</p><p>Alto(a)</p><p>Baixo(a)</p><p>Figura 3 - Níveis de memória</p><p>2.3.1 Memória Cache</p><p>Memória de altíssima velocidade de acesso controlada e gerida pelo</p><p>hardware. Busca acelerar o processo de busca de informações na memória.</p><p>Está localizada logicamente entre o processador e a memória principal</p><p>(ver Figura 4). Intercepta todos os acessos à memória principal e resolve-os.</p><p>Seu funcionamento é transparente para o processador e os softwares em</p><p>execução. Fisicamente pode tanto integrar o microprocessador (cache interna),</p><p>como consistir de chips adicionais instalados na placa-mãe do micro (cache</p><p>externa).</p><p>Tamanho tipicamente pequeno: cache interna: até 512K; cache</p><p>externa: até 2Mb.</p><p>Cache</p><p>Processador</p><p>Memoria</p><p>Principal</p><p>Controle e</p><p>gerencia da cache</p><p>Figura 4 - Memória Cache</p><p>2.3.2 Memórias Auxiliar e Auxiliar-Backup</p><p>Desempenhadas por discos, CDs e fitas (ver item ).</p><p>UFRGS - Instituto de Informática – Março de 2006 15</p><p>Módulo I - Conceitos Básicos</p><p>2.4 Unidades de entrada e saída e memória auxiliar</p><p>O sistema central (UCP e memória) trata informações e produz</p><p>resultados em forma binária (zeros e uns). Para que os usuários possam</p><p>entender o quê sai do sistema central e esse possa entender as instruções dos</p><p>usuários, são necessários dispositivos que concretizem a comunicação</p><p>homem/máquina. Eles são também chamados de dispositivos de entrada e/ou</p><p>saída (E/S). As unidades ou dispositivos de entrada convertem a informação</p><p>de entrada em sinais eletrônicos que o computador pode armazenar e</p><p>processar. As unidades ou dispositivos de saída convertem a informação que</p><p>sai, utilizável pela máquina, para formatos utilizáveis externamente: texto,</p><p>imagem e som.</p><p>A memória principal (RAM) só armazena dados enquanto está</p><p>energizada. Quando falta energia (queda de luz, desligamento do</p><p>equipamento, falha) os dados da memória são perdidos. São portanto</p><p>necessários periféricos que, não afetados pela falta de energia, permitam o</p><p>armazenamento permanente da informação de forma semelhante àquela em</p><p>que ela ocorre na memória principal. Esses periféricos são chamados</p><p>genericamente de memória auxiliar, de massa ou secundária. São</p><p>basicamente os discos, CDs e fitas.</p><p>Os dispositivos periféricos têm portanto duas funções básicas:</p><p>• realizar operações de E/S;</p><p>• servir como memória auxiliar.</p><p>A memória auxiliar, secundária ou de massa, armazena instruções e</p><p>dados que não estão sendo processados no momento. Em relação à memória</p><p>principal é:</p><p>• mais lenta;</p><p>• menos custosa;</p><p>• de maior capacidade;</p><p>• permanente, não volátil.</p><p>2.4.1 Meios e dispositivos para armazenamento e registro da informação</p><p>2.4.1.1Meio</p><p>É onde a informação está efetivamente armazenada ou registrada.</p><p>Ex.: disco;</p><p>fita;</p><p>papel.</p><p>2.4.1.2 Dispositivo</p><p>É o equipamento ou dispositivo que manipula um meio.</p><p>Ex.: drive de disco;</p><p>unidade de fita;</p><p>impressora.</p><p>UFRGS - Instituto de Informática – Março de 2006 16</p><p>Módulo I - Conceitos Básicos</p><p>2.4.2 Dispositivos/Meios mais usados em microcomputadores:</p><p>• Teclado (E);</p><p>• Monitor de Vídeo (S);</p><p>• Disco (E/S, memória auxiliar);</p><p>• Impressora (S);</p><p>• Mouse (E).</p><p>• CD (E/S, memória auxiliar).</p><p>2.4.2.1 Teclado</p><p>Contém as teclas presentes nas máquinas de escrever:</p><p>• letras;</p><p>• números;</p><p>• caracteres especiais (de pontuação, etc.).</p><p>E algumas teclas especiais adicionais como:</p><p>• Esc: ESCape;</p><p>• Ctrl: ConTRoL;</p><p>• Alt: ALTernate;</p><p>usadas para operações bem específicas, que podem variar conforme o</p><p>software (programa(s)) utilizado. Permitem atribuir significados lógicos</p><p>adicionais às teclas alfanuméricas, se pressionadas ao mesmo tempo que</p><p>essas.</p><p>Tecla ENTER (ou Return, CR, End of Line, New Line, etc.). Comanda a</p><p>interação com o sistema. Indica quando uma operação deve ser processada.</p><p>Arranjo padrão das teclas : QWERTY</p><p>Foi criado no século passado com o objetivo de evitar que as hastes</p><p>com letras das máquinas de escrever mecânicas travassem. Seu nome surgiu</p><p>das seis primeiras teclas com letras que ocorrem na área superior esquerda</p><p>dos teclados.</p><p>Teclado padrão brasileiro:</p><p>O teclado que tem a tecla do c cedilha e atende às necessidades de</p><p>quem usa o português do Brasil é o chamado teclado ABNT (sigla da</p><p>Associação Brasileira de Normas Técnicas).</p><p>Teclados Inteligentes</p><p>Os teclados podem ser programados com o auxílio de programas</p><p>utilitários. Quando o programa utilitário vem gravado na memória do micro, há</p><p>fabricantes que o chamam de teclado “inteligente”. Mas a inteligência não é do</p><p>teclado e sim do software que o gerencia.</p><p>UFRGS - Instituto de Informática – Março de 2006 17</p><p>Módulo I - Conceitos Básicos</p><p>2.4.2.2 Monitor de Vídeo</p><p>(ou terminal CRT, tela, vídeo, display, terminal de vídeo, etc.)</p><p>Um monitor possui uma tela e uma memória de vídeo, onde a imagem</p><p>apresentada na tela é armazenada.</p><p>Tipos de monitores conforme o tipo de tela:</p><p>• usam tubos semelhantes a um aparelho de TV;</p><p>• utilizam tela plana (de cristal líquido, por exemplo).</p><p>Tamanho da tela</p><p>O tamanho da tela é expresso em polegadas, sendo a medida tirada na</p><p>diagonal. Os modelos mais comuns são de 15”, 17” e 21”.</p><p>Classificação dos monitores que usam tubo de TV:</p><p>• televisores;</p><p>• monocromáticos (fósforo verde, âmbar, etc):</p><p>• não-gráficos;</p><p>• gráficos;</p><p>• coloridos.</p><p>Técnicas de geração de texto na tela:</p><p>a) bit map:</p><p>um setor da memória é reservado para o vídeo e armazena</p><p>caracteres e/ou imagens geradas ponto a ponto.</p><p>b) character map:</p><p>usa conjunto de caracteres e símbolos armazenados em ROM (mais</p><p>rápida, mas limitada a conjunto restrito de símbolos).</p><p>Sistema de vídeo nos micros tipo IBM PC:</p><p>O sistema de vídeo nos micros tipo IBM PC compreende placa</p><p>controladora, monitor de vídeo e memória de vídeo. A capacidade gráfica é</p><p>definida pela placa controladora de vídeo, mas para obter-se imagens de boa</p><p>qualidade, a placa de vídeo e o monitor devem atuar de forma harmônica.</p><p>Algumas placas controladoras usadas em micros tipo IBM PC:</p><p>CGA (Color Graphics Adapter)</p><p>EGA(Enhanced Graphics Adapter)</p><p>VGA (Video Graphics Array)</p><p>SVGA(Super Video Graphics Array)</p><p>Resolução de vídeo</p><p>A resolução de um vídeo, ou seja a qualidade de sua imagem, é função</p><p>sobretudo do número de pontos, ou pixels (picture elements) representados na</p><p>tela e do seu pixel pitch (ou dot pitch).</p><p>UFRGS - Instituto de Informática – Março de 2006 18</p><p>Módulo I - Conceitos Básicos</p><p>O número de pixels de um monitor é em geral indicado na forma pixels</p><p>por linha x linhas na tela. Ex.: um monitor com resolução de 640 x 200</p><p>apresenta 640 pixels por linha em 200 linhas de tela, num total de 128.000</p><p>pontos.</p><p>As imagens mostradas no monitor de vídeo são compostas de</p><p>minúsculos pontos por onde incidem os raios de luz nas cores vermelha, verde</p><p>e azul, representadas pela sigla em inglês RGB (red, green, blue). Esses feixes</p><p>luminosos atravessam uma superfície perfurada chamada de máscara de</p><p>sombra que fica posicionada atrás do vidro do tubo de vidro. Pixel pitch é o</p><p>valor que representa a distância entre os pontos da superfície perfurada, por</p><p>onde incidem os três raios de luz (vermelho, azul e verde) que vão formar a</p><p>imagem. Por isso, quanto menor o pixel pitch, maior número de pontos (pixels</p><p>ou picture elements) a imagem terá e melhor será a resolução do monitor.</p><p>Assim um modelo com pixel pitch de 0,26 mm produz imagens mais nítidas do</p><p>que um de 0,28 mm.</p><p>Tipos de Monitores conforme a resolução</p><p>(considerando-se só o número de pontos na tela, sem a especificação de dot</p><p>pitch)</p><p>Tipos Pixels por Linha x Linhas</p><p>CGA (Color Graphics Adapter)</p><p>(Adaptador Gráfico Colorido)</p><p>640 X 200</p><p>EGA (Enhanced Graphics Adapter)</p><p>(Adaptador Gráfico Extendido)</p><p>640 X 480</p><p>VGA (Video Graphics Array) 820 X 480</p><p>Super VGA 1280 X 1024</p><p>Fidelidade Fotográfica 4096 X 3300</p><p>2.4.2.3 Discos</p><p>Segundo a tecnologia podem ser:</p><p>• magnéticos;</p><p>• ópticos.</p><p>Discos magnéticos</p><p>Disco plástico ou metálico recoberto com material magnetizável.</p><p>Permite acesso direto (randômico) à informação.</p><p>Dispositivo</p><p>Unidade (ou drive) de disco.</p><p>Organização</p><p>Os discos são divididos em trilhas concêntricas, subdivididas por setores</p><p>radiais. Esta divisão pode ser feita por hardware ou por software (forma mais</p><p>UFRGS - Instituto de Informática – Março de 2006 19</p><p>Módulo I - Conceitos Básicos</p><p>usual) e chama-se Formatação ou Inicialização. A formatação apaga o</p><p>conteúdo anterior do disco.</p><p>O número de trilhas e setores depende do Sistema Operacional (ver</p><p>item 3.1.1),</p><p>respeitadas as limitações do disco e do dispositivo de E/S.</p><p>Tipos</p><p>• Flexíveis (disquete, floppy disk);</p><p>• Rígidos (Hard disk ou HD, Winchester);</p><p>• Disk pack.</p><p>Disquetes (material plástico)</p><p>O tipo padrão disponível nos micros atuais é de 3 ½”, com 1,44 Mb de</p><p>capacidade. Os disquetes de 5 ¼”, ainda existentes em sistemas mais antigos,</p><p>apresentam capacidade máxima de 1,2 Mb.</p><p>Os drives para disquetes de 3 ½” podem ser fixos ou removíveis.</p><p>Os disquetes para drives removíveis são de maior capacidade, ex. Zip</p><p>Atapi (750 Mb) e Jaz (2 Gb) da Iomega, para plataforma PC e SparQ 1.0 (1</p><p>Gb) da SyQuest, para plataformas PC e Mac (Apple).</p><p>HD (Hard Disk ou disco rígido, de material metálico)</p><p>A cabeça de leitura/gravação do dispositivo flutua sobre a superfície do</p><p>meio magnético que recobre o disco. Uma fina camada de ar é formada, e</p><p>impede que a cabeça encoste na superfície de óxido magnético.</p><p>Nos HDs, todo o conjunto - cabeça de leitura/gravação, disco com</p><p>superfície magnetizada - é montado em uma caixa selada e extremamente</p><p>limpa. Desta forma é possível ter-se uma distância muito menor entre a cabeça</p><p>e a superfície do disco e conseqüentemente maiores densidades de gravação</p><p>(bits/área).</p><p>Capacidade de armazenamento dos HDs: giga bytes.</p><p>Winchester é um outro nome para os HDs. Foi o nome código usado</p><p>pela IBM para o projeto de desenvolvimento do disco de um de seus modelos</p><p>(3340), lançado em 1973. Generalizou-se, passando a nomear os acionadores</p><p>de disco magnético que usam tecnologia de fabricação semelhante.</p><p>Padrões de interface</p><p>IDE e SCSI (para discos de alto desempenho). Implementações do</p><p>padrão IDE: ATA e SATA (serial ATA).</p><p>Vantagens em relação ao disquete:</p><p>• maior capacidade: de 40 a 400 Gb;</p><p>• maior velocidade de acesso e recuperação;</p><p>• tempo médio de acesso aos dados da ordem de 8 a 12</p><p>milissegundos, enquanto no disquete é de alguns segundos;</p><p>• maior velocidade de transferência de informação: até 160 Mbytes por</p><p>segundo (inúmeras vezes maior que aquela dos acionadores de</p><p>disquetes);</p><p>• maior segurança.</p><p>UFRGS - Instituto de Informática – Março de 2006 20</p><p>Módulo I - Conceitos Básicos</p><p>Desvantagem</p><p>Custo.</p><p>Discos ópticos</p><p>Permitem armazenar texto, imagem e som. Estão baseados na mesma</p><p>tecnologia a laser dos CDs de áudio.</p><p>Os dados digitais são representados na superfície dos discos pela</p><p>queima, a laser, de minúsculos orifícios em sua superfície.</p><p>Capacidade: 600 Mb</p><p>Velocidade de acesso, expressa em múltiplos de 150Kb/s (x):</p><p>simples: 150Kb/s (1x)</p><p>dupla: 300Kb/s (2x)</p><p>tripla: 450Kb/s (3x).</p><p>Os modelos mais recentes atuam a velocidades superiores a 50x.</p><p>Principais Tipos</p><p>CD-ROM (Compact Disk Read-Only Memory)</p><p>Vêm previamente gravados e não podem ser alterados.</p><p>CD-R (Compact Disk-Recordable)</p><p>As unidades de CD-R podem ler discos de CD-ROM e também gravar</p><p>em discos cobertos por uma tinta sensível à temperatura.</p><p>A tecnologia de CD-R não permite regravação.</p><p>CD-RW (Compact Disc-Rewritable)</p><p>Oferece ampla capacidade de leitura e gravação, utilizando-se de discos</p><p>de CD-RW apagáveis. As unidades de CD-RW podem gravar também em</p><p>discos CD-R.</p><p>DVD</p><p>Tipos R, RW.</p><p>Capacidade de 4,7 GB (camada simples) até 8,5 GB (dupla camada).</p><p>2.4.2.4 Outras tecnologias</p><p>Pen drive</p><p>Dispositivo de armazenamento conectado através de porta USB</p><p>(Universal Serial Bus). Operacionalmente é percebido pelo usuário como um</p><p>disco do sistema, mas na realidade é uma memória em estado sólido.</p><p>Capacidade: 64 Mb a 1 Gb.</p><p>2.4.2.5 Impressoras</p><p>Classificação quanto ao modo de impressão:</p><p>• De Impacto: mecanismo de impressão entra em contato</p><p>com o papel. Ex.: matriciais;</p><p>• Não-impacto: ex.: jato de tinta e laser.</p><p>UFRGS - Instituto de Informática – Março de 2006 21</p><p>Módulo I - Conceitos Básicos</p><p>Principais tipos</p><p>• matriciais;</p><p>• jato de tinta;</p><p>• laser.</p><p>Matriciais</p><p>Os caracteres são formados por matriz de pontos (9, 18 ou 24).</p><p>Podem imprimir múltiplos formulários com carbono.</p><p>Velocidade: 120 -> 800 cps (caracteres por segundo).</p><p>Melhor impressão: qualidade carta.</p><p>250 cps = uma página de texto a cada 30 segundos.</p><p>Jato de Tinta</p><p>Caracteres formados por matriz de pontos formados por pequenas gotas</p><p>de tinta lançadas através de bicos ejetores.</p><p>Não permite a impressão de múltiplos formulários.</p><p>Velocidade: 1a 8 ppm (páginas por minuto)</p><p>Qualidade de impressão: 300 a 1200 dpi (dots per inch ou pontos por</p><p>polegada).</p><p>Opção para impressão colorida.</p><p>Aceitam formulário contínuo.</p><p>Laser</p><p>Velocidade média: 4 a 36 ppm.</p><p>Qualidade de impressão: 300 a 2400 dpi.</p><p>Exige folhas soltas.</p><p>O texto é montado página a página.</p><p>Linguagens de definição de página: PS (PostScript), PCL.</p><p>Permite impressão colorida.</p><p>2.4.2.6 Mouse</p><p>Dispositivo apontador que dispensa a necessidade de digitação de</p><p>comandos. O movimento do mouse é sincronizado com aquele de um símbolo</p><p>na tela (normalmente uma seta ou barra vertical). Dessa forma é possível</p><p>apontar ícones na tela, selecionar opções de menu e ativar programas.</p><p>Em programas gráficos, o mouse faz de lápis, caneta, borracha ou</p><p>pincel.</p><p>Tipos de Mouse:</p><p>• De esfera;</p><p>• Trackball;</p><p>• Touch-pad.</p><p>De esfera:</p><p>Os mouses de esfera apresentam uma esfera na sua parte inferior que,</p><p>quando deslocada pela movimentação do mouse sobre uma superfície,</p><p>movimenta o cursor na tela.</p><p>UFRGS - Instituto de Informática – Março de 2006 22</p><p>Módulo I - Conceitos Básicos</p><p>Trackball</p><p>Os mouses tipo trackball são mouses estacionários, usados</p><p>principalmente em micros portáteis, onde a esfera que aciona o cursor fica na</p><p>superfície superior do mouse e deve ser acionada pelo polegar do usuário.</p><p>Touch-pad</p><p>Mouses que se apresentam como uma pequena tela sensível ao toque.</p><p>O deslizar do dedo sobre essa superfície movimenta o cursor na tela.</p><p>2.4.2.7 Outros Dispositivos/Meios</p><p>• Cartão de Memória;</p><p>• Fita Magnética;</p><p>• Joystick;</p><p>• Mesa Digitalizadora;</p><p>• Plotter;</p><p>• Scanner.</p><p>Cartão de Memória</p><p>(ou Memory Card)</p><p>Armazena de 1 até 20 Mb de informação.</p><p>Pequeno cartão plástico com espessura e tamanho pouco maiores que</p><p>os dos cartões de crédito convencionais.</p><p>Usado nos micros como se fosse um disquete. É inserido em um</p><p>conector externo específico.</p><p>Fita Magnética</p><p>Fita de material plástico, recoberto com óxido metálico magnetizável.</p><p>Existe em vários tamanhos.</p><p>Requer local livre de calor e umidade para seu armazenamento.</p><p>Somente acesso seqüencial aos dados.</p><p>Alguns tipos:</p><p>a) Cartucho:</p><p>Usada para backup (cópias de segurança) de Winchester em micros</p><p>e super micros/minis. Acondicionadas em embalagens especiais,</p><p>são mais compactas (150Mb).</p><p>b) Carretel:</p><p>Usadas em sistemas de maior porte.</p><p>Garante cópias backup a baixo custo</p><p>Vantagens do uso de fitas de cartucho e carretel:</p><p>Alta capacidade de E/S com alta velocidade e grande volume de</p><p>armazenamento.</p><p>Joystick</p><p>Usado sobretudo em jogos e aplicações de CAD (Computer Aided</p><p>Design, ou seja, Projeto Assistido por Computador).</p><p>Umas haste e botão(ões) substituem o teclado no acionamento de</p><p>programas.</p><p>UFRGS - Instituto de Informática – Março de 2006 23</p><p>Módulo I - Conceitos Básicos</p><p>Mesa digitalizadora (mesa gráfica)</p><p>Cria e manipula imagens. Possui uma rede de fios embutidos na sua</p><p>superfície. A intersecção dos fios corresponde aos pontos elementares (pixels)</p><p>da tela ou monitor de vídeo. Percorrendo-se a superfície da mesa com uma</p><p>caneta especial conectada à mesa, a posição dos pontos de intersecção dos</p><p>fios percorridos pela caneta é enviada ao computador e registrada na tela. A</p><p>imagem ou desenho é assim digitalizada.</p><p>Plotter</p><p>Traçadores gráficos de pena. Desenham com canetas especiais de</p><p>diversas cores e/ou espessuras sobre papel de dimensões variadas.</p><p>Scanner (dispositivo de varredura ótica)</p><p>Lê imagens e/ou texto diretamente para a memória do computador. Na</p><p>leitura dos textos, vale-se da técnica OCR - Optical Character Recognition. Os</p><p>caracteres são</p><p>reconhecidos e convertidos para seu código ASCII equivalente,</p><p>permitindo o manuseio por programas.</p><p>Driver de dispositivo (impressora, etc.)</p><p>Programas que funcionam como tradutores entre o hardware e o</p><p>software. Garantem que esses elementos interagirão de forma adequada e</p><p>eficiente.</p><p>Um driver de impressora, por exemplo, faz com que um determinado</p><p>tipo de impressora entenda os comandos enviados pelo micro, de modo a</p><p>produzir corretamente sobretudo caracteres especiais e acentuados.</p><p>Conexão de dispositivos periféricos via Plug and Play (PNP)</p><p>A conexão de periféricos via o padrão PNP permite ao usuário conectar</p><p>seus periféricos e imediatamente utilizá-los, sem a necessidade de</p><p>configuração prévia, manual, do sistema. Para usar-se PNP na conexão de um</p><p>periférico, algumas condições têm que ser atendidas:</p><p>• O sistema operacional precisa ser compatível (ex.: Linux, Windows</p><p>98);</p><p>• a BIOS da placa-mãe tem que ser compatível;</p><p>• a placa do periférico tem que ser PnP.</p><p>2.5 Interfaces e protocolos</p><p>A comunicação entre partes de um computador ou entre computadores</p><p>está baseada em interfaces e protocolos.</p><p>2.5.1 Interface</p><p>Interface é a parte física da comunicação, ou seja, aquela parte do</p><p>hardware necessária à conexão entre as partes de um sistema, como</p><p>impressora e microcomputador, ou entre dois sistemas (dois</p><p>microcomputadores, por exemplo).</p><p>Um componente que funcione como interface possibilita a transmissão</p><p>de dados (representados internamente por bits) entre os elementos</p><p>conectados do sistema. O modo de transmissão dos bits pode ser serial ou</p><p>paralelo. Com uma interface serial os dados são enviados bit a bit, em série,</p><p>em seqüência. Com uma interface paralela, os dados são enviados byte a byte</p><p>(1 byte = 8 bits). Para que as duas partes de um sistema possam comunicar-</p><p>UFRGS - Instituto de Informática – Março de 2006 24</p><p>Módulo I - Conceitos Básicos</p><p>se, elas têm que enviar e receber dados segundo o mesmo padrão, seja ele</p><p>serial ou paralelo.</p><p>Tipos mais utilizados de interface:</p><p>a) serial: RS-232C (essa designação é um padrão, uma especificação</p><p>técnica que descreve características da interface) e Elo de Corrente (current</p><p>loop);</p><p>c) paralela: Centronics.</p><p>A transmissão de dados via interface paralela é mais fácil e rápida que</p><p>via interface serial, mas a velocidade de transmissão dos dados é muito</p><p>elevada, o que pode interferir no desempenho do processador, e o tipo de</p><p>cabo usado é caro e sujeito a interferências em distâncias superiores a dois</p><p>metros. Exemplo de dispositivos paralelos: impressoras, zip drive. A</p><p>transmissão via interface serial é mais lenta, mas em compensação é mais</p><p>barata, mais simples, e a qualidade da transmissão não sofre em função do</p><p>comprimento do cabo usado. Exemplo de dispositivos seriais: mouse, trackball</p><p>e dispositivos apontadores em geral.</p><p>2.5.2 Protocolo</p><p>Um protocolo é um conjunto de regras que deve ser obedecido para</p><p>iniciar, manter e terminar uma comunicação. Os protocolos são implementados</p><p>pelo software que garante a comunicação.</p><p>Algumas funções dos protocolos são:</p><p>• sincronizar a transmissão dos dados;</p><p>• realizar testes para estabelecer a comunicação.</p><p>Ex.: verificar se a impressora está “ligada e livre” antes de iniciar a</p><p>transmissão;</p><p>• detectar erros.</p><p>Assim, por exemplo, para conectar-se uma impressora a um</p><p>microcomputador, necessita-se de uma interface paralela ou serial. E uma vez</p><p>que os dois equipamentos estejam conectados, necessita-se de um protocolo</p><p>para que a comunicação efetivamente aconteça.</p><p>3 SOFTWARE</p><p>Podemos classificar o software quanto à finalidade de seu</p><p>desenvolvimento em básico e aplicativo e quanto às leis e regras que regem</p><p>seu uso, redistribuição e modificação, em software livre e proprietário.</p><p>3.1 Software básico</p><p>É o conjunto de softwares que permite ao usuário criar, depurar e modificar as</p><p>aplicações criadas por ele:</p><p>• sistema operacional;</p><p>• interface gráfica;</p><p>• linguagens de programação;</p><p>• utilitários.</p><p>3.1.1 Sistema operacional (SO)</p><p>Para realizar o controle do computador como um todo, foram</p><p>desenvolvidos programas supervisores que se encarregam das funções</p><p>UFRGS - Instituto de Informática – Março de 2006 25</p><p>Módulo I - Conceitos Básicos</p><p>repetitivas, e por vezes bastante complexas, envolvidas em sua operação.</p><p>Esses programas são denominamos Sistemas Operacionais.</p><p>Diferentes modelos de UCP ou famílias de computadores normalmente</p><p>diferem quanto ao sistema operacional utilizado.</p><p>Para micros, os sistemas operacionais mais difundidos são:</p><p>Windows 98, Windows XP, Linux: para os PC compatíveis;</p><p>SYSTEM 8, MacOs X: para as máquinas Apple;</p><p>UNIX, Linux: para os sistemas multiusuário.</p><p>Algumas siglas:</p><p>OS Operating System (ou Sistema Operacional) Ex.: OS/2 da IBM;</p><p>DOS Disk Operating System (ou Sistema Operacional em disco);</p><p>MS-DOS DOS da Microsoft;</p><p>SYSTEM X versão X (7, 8 etc.) do sistema operacional da Apple.</p><p>3.1.1.1 Funções de um sistema operacional</p><p>• Gerência de memória;</p><p>• Gerência de processador;</p><p>• Gerência de arquivos;</p><p>• Gerência de dispositivos de E/S</p><p>3.1.1.2 Tipos de sistemas operacionais</p><p>Os sistemas operacionais são classificados considerando-se a interação</p><p>dos usuários com seus programas, o número de programas em execução</p><p>simultânea e o tempo de resposta exigido.</p><p>a) Sistema Operacional Batch</p><p>Os programas dos usuários são submetidos em lotes seqüenciais para</p><p>execução através de dispositivos de E/S. O usuário não tem nenhuma</p><p>interação com o seu programa durante a execução, somente recebe uma</p><p>listagem com os resultados. O tempo de resposta pode variar de poucos</p><p>minutos até várias horas.</p><p>b) Sistema Operacional Monosuário-Monotarefa</p><p>Voltado ao usuário que interage com a máquina através do</p><p>vídeo/teclado, surgiu com os microcomputadores. Um único usuário pode estar</p><p>utilizando a máquina e é permitida a execução de uma única tarefa de cada</p><p>vez, deste usuário.</p><p>Ex.: DOS</p><p>c) Sistema Operacional Monousuário-Multitarefa</p><p>Onde um único usuário pode estar utilizando a máquina, mas mais de</p><p>uma tarefa pode estar sendo executada, pois há um gerenciamento mais</p><p>eficiente dos recursos de máquina.</p><p>EX.: Windows 95, Windows 98, Windows XP, OS/2</p><p>UFRGS - Instituto de Informática – Março de 2006 26</p><p>Módulo I - Conceitos Básicos</p><p>d) Sistema Operacional Multiusuário-Multitarefa</p><p>Em um sistema multiusuário, fatias de tempo do processador são</p><p>utilizadas pelos diversos usuários do sistema, em um processo chamado</p><p>timesharing.</p><p>Os usuários têm a sensação de ter o computador a sua disposição, mas</p><p>na verdade suas tarefas são executadas serialmente.</p><p>Ex.: UNIX, LINUX</p><p>d) Sistema Operacional de rede</p><p>Ex.: Windows NT, Windows 2000</p><p>e) Sistema Operacional de Tempo Real</p><p>Caracteriza-se por ser, em grande parte, dependente da aplicação. O</p><p>computador está ligado a processos externos dos quais recebe realimentação.</p><p>Os sinais recebidos comandam as ações do S.O. O resultado das</p><p>computações pode ser usado para direcionar o processo físico (ver Figura 5).</p><p>Esses sistemas são projetados para uma aplicação específica. Ex.:</p><p>monitoracão de pacientes, controle de elevadores, controle de tráfego.</p><p>U</p><p>C</p><p>P</p><p>S . O .</p><p>M E M Ó R I A</p><p>S E N S O R</p><p>S E N S O R</p><p>P R O C E S S O</p><p>E X T E R N O</p><p>Figura 5 - Esquema de funcionamento de um S.O. de tempo real</p><p>3.1.1.3 Tendências em SO</p><p>As versões mais recentes dos SOs comerciais são tipicamente</p><p>ambientes operacionais que integram:</p><p>• interface gráfica;</p><p>• facilidades para atendimento a redes;</p><p>• facilidades de comunicação com outros SOs.</p><p>UFRGS - Instituto de Informática – Março de 2006 27</p><p>Módulo I - Conceitos Básicos</p><p>3.1.2 Interface Gráfica</p><p>Programa que transforma as ordens e os comandos de um sistema</p><p>operacional, ou de outro tipo de software, em palavras e símbolos gráficos</p><p>mais fáceis de serem entendidos pelo usuário</p><p>Ex.: Windows (anterior ao Windows 95, para o MS-DOS).</p><p>Elementos típicos de interfaces</p><p>gráficas:</p><p>• janelas;</p><p>• ícones (símbolos gráficos);</p><p>• menus (pop-up, pull-down);</p><p>• caixas de diálogo.</p><p>Dispositivos apontadores:</p><p>• mouse;</p><p>• canetas eletrônicas;</p><p>• dedo (em telas sensíveis ao toque).</p><p>3.1.3 Linguagens de programação</p><p>Uma linguagem de programação é um conjunto de convenções e regras</p><p>que especificam como instruir o computador a executar determinadas tarefas.</p><p>O meio mais eficaz de comunicação entre pessoas é a linguagem</p><p>(língua ou idioma). Na programação de computadores, uma linguagem de</p><p>programação serve como meio de comunicação entre o indivíduo que deseja</p><p>resolver um determinado problema e o computador escolhido para ajudá-lo na</p><p>solução. A linguagem de programação deve fazer a ligação entre o</p><p>pensamento humano (muitas vezes de natureza não estruturada) e a precisão</p><p>requerida para o processamento pela máquina.</p><p>O desenvolvimento de um programa será mais fácil se a linguagem de</p><p>programação a ser usada estiver próxima do problema a ser resolvido.</p><p>3.1.3.1 Gerações de linguagens</p><p>Cronologicamente podemos classificar as linguagens de programação</p><p>em cinco gerações:</p><p>1ª geração: linguagens em nível de máquina;</p><p>2ª geração: linguagens de montagem (Assembly);</p><p>3ª geração: linguagens orientadas ao usuário;</p><p>4ª geração: linguagens orientadas à aplicação;</p><p>5ª geração: linguagens de conhecimento.</p><p>1ª Geração: Linguagens em nível de máquina</p><p>Os primeiros computadores eram programados em linguagem de</p><p>máquina em notação binária. A instrução 0010 0001 0110 1100, quando</p><p>executada, realiza a soma (código de operação 0010) do dado armazenado no</p><p>registrador 0001, com o dado armazenado na posição de memória 108 (0110</p><p>1100).</p><p>Como um programa em linguagem de máquina nada mais é que uma</p><p>seqüência de zeros e uns, a programação de um algoritmo complexo em tal</p><p>tipo de linguagem é trabalhosa, cansativa e fortemente sujeita a erros.</p><p>UFRGS - Instituto de Informática – Março de 2006 28</p><p>Módulo I - Conceitos Básicos</p><p>2ª geração: Linguagens de Montagem (Assembly)</p><p>A segunda geração de linguagens de programação compreende as</p><p>linguagens simbólicas de montagem, projetadas para minimizar as dificuldades</p><p>da programação em notação binária. Códigos de operação e endereços</p><p>binários foram substituídos por mnemônicos. Assim, a instrução de máquina do</p><p>exemplo acima evoluiu para:</p><p>ADD R1, TOTAL</p><p>onde R1 representa o registrador 1 e TOTAL é o nome atribuído ao</p><p>endereço de memória 108.</p><p>O processamento de um programa em linguagem de montagem requer</p><p>sua tradução para linguagem de máquina, anterior à execução. As linguagens</p><p>de 1ª e 2ª geração são consideradas linguagens de baixo nível. Uma instrução</p><p>de baixo nível equivale a uma instrução em linguagem de máquina.</p><p>3ª geração: Linguagens Orientadas ao Usuário</p><p>As linguagens de 3ª geração surgiram na década de 60. Algumas delas</p><p>orientadas à solução de problemas científicos, tais como FORTRAN, Pascal e</p><p>ALGOL; outras, tal como COBOL, usadas para aplicações comerciais.</p><p>Linguagens tais como PL/I e Ada contêm facilidades tanto para computação</p><p>científica quanto para computação comercial.</p><p>Programa em Basic:</p><p>10 INPUT A,B,C</p><p>20 LET SOMA = A+B+C</p><p>30 LET MEDIA = SOMA/3</p><p>40 PRINT MEDIA</p><p>50 PRINT “DESEJA CONTINUAR (S/N)?”</p><p>60 INPUT RESPOSTA</p><p>70 IF RESPOSTA = “S”THEN 10</p><p>80 END</p><p>4ª geração: Linguagens Orientadas à Aplicação</p><p>As linguagens de 3ª geração foram projetadas para profissionais em</p><p>processamento de dados e não para usuários finais. A depuração de</p><p>programas escritos numa linguagem de 3ª geração consome tempo, e a</p><p>modificação de sistemas complexos é relativamente difícil. As linguagens de 4ª</p><p>geração foram criadas em resposta a estes problemas.</p><p>Os principais objetivos das linguagens de 4ª geração são:</p><p>• apressar o processo de desenvolvimento de aplicações;</p><p>• facilitar e reduzir o custo de manutenção de aplicações;</p><p>• minimizar problemas de depuração (localização e correção de</p><p>erros);</p><p>• gerar código sem erros a partir de requisitos de expressões de alto</p><p>nível;</p><p>• tornar fácil o uso de linguagens, tal que, usuários finais possam</p><p>resolver seus problemas computacionais sem intermediários.</p><p>UFRGS - Instituto de Informática – Março de 2006 29</p><p>Módulo I - Conceitos Básicos</p><p>Exemplos de linguagens de 4ª geração são:</p><p>ACCESS, SQL, SUPERCALC, VISICALC, DATATRIEVE,</p><p>FRAMEWORK, etc.</p><p>Comando em dBase III Plus:</p><p>LIST ALL NOME, ENDERECO, TELEFONE</p><p>FOR CIDADE = “PORTO ALEGRE”</p><p>Significado: lê todos os registros que compõem um arquivo e, para cada</p><p>registro lido, seleciona aqueles que contiverem no campo CIDADE a expressão</p><p>PORTO ALEGRE.</p><p>Mostra os registros selecionados na tela.</p><p>5ª geração: Linguagens de Conhecimento</p><p>O termo 5ª geração refere-se, especialmente, a sistemas que usam</p><p>mecanismos da área de inteligência artificial (IA), ou seja, sistemas</p><p>especialistas, processadores de língua natural e sistemas com bases de</p><p>conhecimento.</p><p>Um sistema de 5ª geração armazena conhecimento complexo de modo</p><p>que a máquina pode obter inferências a partir da informação codificada.</p><p>As linguagens de conhecimento implementadas para atuar nessas áreas</p><p>são chamadas de linguagens de 5ª geração.</p><p>Ex.: PROLOG, LISP.</p><p>3.1.3.2 Níveis de linguagem</p><p>Conforme uma maior ou menor proximidade com a linguagem de</p><p>máquina, classificam-se as linguagens (ver Figura 6) em:</p><p>• linguagens de baixo nível: primeira e segunda geração;</p><p>• linguagens de alto nível: terceira geração em diante.</p><p>As linguagens de alto nível apresentam inúmeras vantagens sobre as</p><p>linguagens de baixo nível: são de mais fácil aprendizado; oferecem variedade</p><p>de estruturas de controle para gerir o fluxo do processamento; apresentam</p><p>facilidades para descrição modular de tarefas; e são relativamente</p><p>independentes de máquina.</p><p>A relativa independência de máquina das linguagens de alto nível</p><p>permite a portabilidade dos programas. Isto é, os programas podem ser</p><p>executados em computadores de fabricantes distintos com pequenas</p><p>modificações, mesmo que esses computadores tenham arquiteturas internas e</p><p>conjuntos de instruções de máquina diferentes.</p><p>Em um item, porém, as linguagens de alto nível perdem para aquelas de</p><p>baixo nível: pelas facilidades de acesso a elementos internos da máquina, os</p><p>programas escritos em linguagens de baixo nível tendem a ser mais eficientes</p><p>que seus correspondentes escritos em linguagens de alto nível.</p><p>UFRGS - Instituto de Informática – Março de 2006 30</p><p>Módulo I - Conceitos Básicos</p><p>3.1.3.3 Tradutores de linguagens de programação</p><p>Programas escritos em linguagens de baixo ou alto nível precisam ser</p><p>traduzidos automaticamente para programas equivalentes em linguagem de</p><p>máquina.</p><p>D A T A D E</p><p>N A S C I M E N T O</p><p>L I N G U A G E M</p><p>M O N T A D O R A</p><p>( A S S E M B L Y )</p><p>L I N G U A G E N S D E</p><p>A L T O N I V E L</p><p>I n t e r p r e t a d o r</p><p>C o m p i l a d o r</p><p>L I N G U A G E M</p><p>D E</p><p>M A Q U I N A</p><p>T r a d u t o r e s :</p><p>L</p><p>I</p><p>N</p><p>G</p><p>U</p><p>A</p><p>G</p><p>E</p><p>N</p><p>S</p><p>D</p><p>E</p><p>B</p><p>A</p><p>I</p><p>X</p><p>O</p><p>N</p><p>I</p><p>V</p><p>E</p><p>L</p><p>T r a d u t o r :</p><p>M o n t a d o r</p><p>Figura 6 - Níveis de linguagem e tradutores</p><p>Tradutor, no contexto de linguagens de programação, é um programa</p><p>que recebe como entrada um programa escrito em uma linguagem de</p><p>programação (dita linguagem fonte) e produz como resultado as instruções</p><p>deste programa traduzidas para linguagem de máquina (chamada linguagem</p><p>objeto).</p><p>Se a linguagem do programa fonte é uma linguagem de montagem</p><p>(Assembly), o tradutor é chamado de Montador (Assembler). Os tradutores que</p><p>traduzem os programas escritos em linguagem de alto nível (3ª geração em</p><p>diante) são os compiladores e os interpretadores (ver Figura 7).</p><p>Um compilador, enquanto traduz um programa escrito em linguagem de</p><p>alto nível, produz um programa em linguagem objeto (linguagem executável,</p><p>ou seja, linguagem de máquina), que uma vez gerado pode ser executado uma</p><p>ou mais vezes no futuro. Assim, uma vez compilado um programa,</p><p>enquanto o</p><p>código fonte do programa não for alterado, ele poderá ser executado</p><p>sucessivas vezes, sem necessidade de nova compilação.</p><p>Um interpretador traduz um programa escrito em linguagem fonte,</p><p>instrução a instrução, enquanto ele vai sendo executado. Assim, cada vez que</p><p>um programa interpretado tiver que ser reexecutado, todo o processo de</p><p>UFRGS - Instituto de Informática – Março de 2006 31</p><p>Módulo I - Conceitos Básicos</p><p>interpretação deverá ser refeito, independentemente de ter havido ou não</p><p>modificações no código fonte do programa desde sua última execução.</p><p>Por não exigirem conversão para linguagem de máquina em tempo de</p><p>execução, os programas objeto compilados tendem a ser executados mais</p><p>rapidamente que seus correspondentes interpretados. Por outro lado com a</p><p>interpretação, os programas podem ser simultaneamente desenvolvidos e</p><p>testados Pode-se interpretar programas incompletos (ou apenas trechos de</p><p>programas), mas dificilmente consegue-se compilar um programa não</p><p>concluído. Por isso, de um modo geral, havendo a possibilidade de utilizar-se</p><p>tanto a compilação quanto a interpretação, a interpretação é interessante</p><p>durante a fase de desenvolvimento dos programas/sistemas e a compilação</p><p>torna-se mais vantajosa quando os códigos fonte já se encontram</p><p>estabilizados.</p><p>C O M P I L A D O R</p><p>I N T E R P R E T A D O R</p><p>L I N G U A G E M</p><p>D E M A Q U I N A</p><p>E X E C U C A O D E T O D O O</p><p>P R O G R A M A</p><p>E X E C U T A A I N S T R U C A O</p><p>E V O L T A</p><p>L I N G U A G E M</p><p>D E A L T O</p><p>N I V E L</p><p>O P E R A C A O G E R E N C I A D A P E L O S I S T E M A O P E R A C I O N A L</p><p>P R O G R A M A</p><p>F O N T E</p><p>T R A D U T O R P R O G R A M A</p><p>O B J E T O</p><p>E X E C U C A O</p><p>Figura 7 - Os processos de compilação e interpretação</p><p>3.1.4 Utilitários</p><p>Softwares de apoio à solução de problemas de disco, memória, etc.</p><p>Compactadores e descompactadores de arquivos, programas anti-virus.</p><p>Ex.: Norton Utilities, PC Tools, VirusScan, F-Prot, WinZip.</p><p>Virus</p><p>Programas capazes de se instalar de forma clandestina nos sistemas.</p><p>Podem adotar procedimentos perturbadores (fazer uma bolinha pular na tela)</p><p>ou declaradamente destrutivos (apagar informações) e são capazes de se</p><p>autoreproduzir.</p><p>UFRGS - Instituto de Informática – Março de 2006 32</p><p>Módulo I - Conceitos Básicos</p><p>3.2 Software aplicativo</p><p>São as aplicações criadas para solucionar problemas específicos e que</p><p>se valem das facilidades oferecidas pelo software básico.</p><p>Ex.: contabilidade, folha de pagamento, correção de provas.</p><p>3.3 Software Livre</p><p>O conceito de software livre foi criado por Richard Stallman (da Free</p><p>Software Foundation) em 1983.</p><p>“Software Livre” refere-se à liberdade dos usuários para executarem,</p><p>copiarem, distribuirem, estudarem, modificarem e melhorarem o software.</p><p>Mais precisamente, diz respeito a quatro tipos de liberdade para os</p><p>usuários:</p><p>A liberdade de executar o programa, para qualquer finalidade.</p><p>A liberdade para estudar como o programa funciona e adaptá-lo às suas</p><p>necessidades.</p><p>A liberdade de redistribuir cópias de modo que se possa auxiliar um</p><p>vizinho ou amigo.</p><p>A liberdade de melhorar o programa e publicizar suas melhorias para o</p><p>público, de modo que a comunidade como um todo seja beneficiada.</p><p>Para mais de uma das liberdades listadas, o acesso ao código fonte</p><p>necessita também ser liberado.</p><p>O sistema operacional Linux é um dos softwares livres mais conhecidos.</p><p>Uma cópia de um software livre pode custar ou não algo ao usuário. Um</p><p>software ser livre é uma questão de liberdade, não de preço.</p><p>3.4 Software Proprietário</p><p>Software Proprietário é o software que não é livre ou semi-livre. Seu</p><p>uso, redistribuição ou modificação são proibidos ou são cercados de tantas</p><p>restrições que na prática não são possíveis de serem realizados livremente.</p><p>Mecanismos que barateiam o custo de software proprietário, sobretudo para</p><p>empresas:</p><p>Licença de uso empresarial: comprador adquire o direito de usar o</p><p>software em um número determinado de máquinas a um preço menor do que a</p><p>soma dos valores do número de cópias envolvidas.</p><p>Versão para rede: uma variação da licença de uso empresarial. O</p><p>software é comprado com autorização para instalação em um servidor e uso</p><p>em um número determinado de máquinas.</p><p>3.5 Pirataria de Software</p><p>No âmbito do software livre, não há pirataria de software, uma vez que a</p><p>cópia e uso dos softwares estão garantidos de forma livre para os usuários.</p><p>A pirataria de software existe para quem copia ou usa ilegalmente um</p><p>software proprietário.</p><p>Uma cópia de um programa é legal quando:</p><p>• foi comprada por quem o usa e está sendo usada de acordo com o</p><p>que foi acertado na compra;</p><p>• não foi comprada por quem o usa, mas essa pessoa está autorizada</p><p>a usá-la (ver shareware, freeware e demos a seguir);</p><p>UFRGS - Instituto de Informática – Março de 2006 33</p><p>Módulo I - Conceitos Básicos</p><p>• é uma cópia de segurança (backup) produzida pelo proprietário do</p><p>software ou pessoa autorizada, estando prevista na compra ou</p><p>autorização a realização dessa cópia;</p><p>• é uma cópia gerada no processo mesmo de instalação do software.</p><p>Há leis internacionais relacionadas à pirataria de software desde 1976.</p><p>No Brasil pirataria de software é crime.</p><p>Demos, Freewares e Sharewares:</p><p>Há softwares que podem ser usados temporária ou permanentemente a</p><p>um custo zero ou muito próximo a isso, são os demos, freewares e</p><p>sharewares.</p><p>Demos: softwares em versão reduzida, distribuídos livremente, sem</p><p>qualquer custo.</p><p>Freewares: totalmente gratuitos. Nesta categoria estão os softwares de</p><p>domínio público, que qualquer um pode usar sem custo ou restrição, uma vez</p><p>que o desenvolvedor não reclama direitos autorais, e aqueles softwares que</p><p>ainda que protegidos por direito autoral, foram liberados para uso e cópia pelo</p><p>desenvolvedor.</p><p>Sharewares: softwares distribuídos gratuitamente para serem testados</p><p>pelo usuário. Se houver interesse em ficar permanentemente com o software,</p><p>então ele deverá ser registrado e pago.</p><p>Demos, Freewares e Sharewares podem em geral ser obtidos em BBSs</p><p>ou via Internet, por download, ou ao adquirir revistas especializadas em</p><p>Informática.</p><p>4 CONCEITOS BÁSICOS SOBRE ARQUIVOS E BANCOS DE DADOS</p><p>4.1 Arquivos</p><p>4.1.1 Conceito de campo, registro e arquivo</p><p>Campo</p><p>Conjunto de caracteres que representam uma informação.</p><p>Em um registro, são os atributos da entidade tratada no registro.</p><p>Exemplo: nome do cliente, código do cliente.</p><p>Registro</p><p>Conjunto de campos relacionados entre si, tratados como uma unidade.</p><p>Todos os registros de um mesmo arquivo têm os mesmos campos.</p><p>Exemplo: registro de dados cadastrais de um cliente.</p><p>Arquivo</p><p>Conjunto de registros.</p><p>Pode ou não ser seqüencial.</p><p>Exemplo: arquivo de dados cadastrais de clientes.</p><p>4.1.2 Conceitos de chave, índice e ordenação</p><p>Chave</p><p>É o campo que identifica o registro no arquivo.</p><p>É o campo que torna o registro único no arquivo.</p><p>UFRGS - Instituto de Informática – Março de 2006 34</p><p>Módulo I - Conceitos Básicos</p><p>Índice</p><p>É uma estrutura de acesso que reduz o tempo de localização de um</p><p>registro, dada a sua chave.</p><p>Em sua forma mais simples, um índice é uma seqüência de pares</p><p>(chave, endereço) que associa cada valor de chave com o respectivo endereço</p><p>do registro.</p><p>Sendo uma estrutura bem mais compacta do que o arquivo que lhe dá</p><p>origem, o índice pode ter frações maiores na memória principal, o quê,</p><p>combinado com a existência de ordenação, permite a determinação do</p><p>endereço desejado de modo mais ágil do que a busca direta sobre o arquivo.</p><p>Ordenação</p><p>Ordem na qual os registros são armazenados e/ou processados.</p><p>Sempre que possível, a ordem na qual os registros são processados</p><p>deve coincidir com aquela na qual são armazenados, uma vez que a leitura</p><p>dos registros na seqüência de armazenamento é muito mais rápida do que em</p><p>qualquer outra seqüência.</p><p>4.1.3 Manipulação de registros</p>
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